Solide, Liquide Et Gaz

Nous expliquons ce que sont un solide, un liquide et un gaz, les caractéristiques spécifiques de chacun et comment il passe d’un état à un autre.

Qu’est-ce qu’un solide, un liquide et un gaz ?

Toute matière qui existe dans l’ univers connu se présente dans un certain état physique , en fonction de ses conditions énergétiques internes (qui déterminent le degré de cohésion de ses particules) et des conditions de température et de pression du milieu qui l’entoure.

Ces différents états physiques sont connus scientifiquement sous le nom d’ états d’agrégation de la matière et trois états principaux sont reconnus : l’ état solide , liquide et gazeux , c’est-à-dire solides, liquides et gazeux. Il existe d’autres états connus, comme le plasma ou le condensat de Bose-Einstein, mais ils sont très rares dans notre vie de tous les jours, et certains n’existent qu’en laboratoire.

Autour de nous, toute matière présente spontanément l’un de ces trois états physiques principaux (solide, liquide ou gazeux) mais, par l’altération de ses propriétés physiques comme la température et la pression, il est possible de la faire passer d’un état à un autre , toujours par l’addition ou la soustraction d’énergie à ses particules . Cette procédure est connue sous le nom de processus de changement de phase ou changement d’état d’agrégation.

D’autre part, chaque état de la matière a ses propres caractéristiques et propriétés physiques , selon la nature de la substance qui compose la matière étudiée. Cependant, il ne faut jamais confondre l’état physique de la matière avec sa composition chimique : l’eau (H ₂ O) conservera sa formule chimique qu’elle soit sous forme liquide, solide ou gazeuse ( vapeur ).

Les changements entre une phase et une autre ne modifient en rien la composition atomique de la substance (ce ne sont donc pas des réactions chimiques ), mais ils servent à séparer des mélanges, par exemple en utilisant la différence de propriétés physiques entre leurs composants.

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Les solides

Les solides sont facilement reconnaissables car ils s’opposent activement aux changements de forme et de volume , étant donné que leurs particules sont très proches les unes des autres et très ordonnées, et ont une énorme cohésion qui leur permet très peu de mobilité. Par conséquent, nous ne pouvons pas facilement déformer la plupart des solides. Les solides ont toujours tendance à conserver leur structure bien définie et invariable.

Quelques caractéristiques des solides :

• Ils présentent une forme concrète, aux limites bien définies, et tendent à la préserver.
• Ils ont une densité élevée et leur propre volume.
• Ils peuvent flotter ou couler lorsqu’ils sont jetés dans un liquide.
• Ils sont plus ou moins souples ou rigides, c’est-à-dire qu’ils admettent (ou non) une certaine marge de déformation avant rupture.
• Ils sont ductiles , malléables ou cassants, selon qu’ils peuvent être façonnés en fils, en feuilles ou qu’ils ont tendance à se rompre sous une force continue.
• Ils sont incompressibles, résistants à la fragmentation et ne coulent pas.

Les solides surviennent à la suite de processus de solidification ou de congélation de liquides , ou de dépôt (ou sublimation inverse ) de gaz. De plus, ils peuvent être fondus en liquides ou sublimés en gaz grâce à l’injection d’énergie et à des conditions de pression appropriées.

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liquides

Les liquides peuvent être compris comme un état intermédiaire entre la rigidité des solides et la volatilité des gaz. Sa principale caractéristique est la capacité de couler et le fait qu’il n’a pas sa propre forme, mais acquiert plutôt la forme du récipient qui le contient. En effet, leurs atomes ont beaucoup moins de cohésion que les solides, sans perdre complètement la liaison entre eux.

Ses principales caractéristiques sont :

• Ils ont de la fluidité, c’est-à-dire qu’ils peuvent se déplacer sur une surface inclinée.
• Ils n’ont pas de mémoire de forme ou de structure fixe, mais ils ont leur propre volume constant. Ils sont donc peu compressibles.
• Ils ont une tension superficielle (résistance initiale à la pénétration) et une capillarité.
• Ils se dilatent généralement face à la chaleur et se contractent face au froid (sauf l’eau).
• Ils présentent une viscosité , c’est-à-dire un certain degré d’adhérence entre leurs particules et une résistance au mouvement .

Les liquides résultent de la fusion ou de la fonte d’un solide , ou de la condensation ou de la liquéfaction (compression extrême) d’un gaz. Au contraire, pour les amener à l’état solide, ils doivent être congelés ou solidifiés d’une manière ou d’une autre, et pour les transformer en gaz, il suffit de les soumettre à une évaporation (ou vaporisation ).

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Les gaz

Enfin, les gaz présentent l’état le plus volatil de la matière, dans lequel les particules sont plus séparées et dispersées que dans les deux autres états, et elles se déplacent beaucoup plus rapidement. L’attraction entre eux est si faible que les gaz ont tendance à se dilater pour remplir les espaces qui les contiennent, et l’espace entre leurs particules est tel qu’ils peuvent être fortement comprimés.

Ses caractéristiques fondamentales sont :

• Ils ont très peu de densité, ce qui permet beaucoup de compression.
• Ils n’ont ni forme ni volume propres.
• Les forces gravitationnelles n’affectent pratiquement pas ses particules, qui se déplacent avec une immense liberté.
• Sa densité subit des changements importants avec la température et la pression.
• Ils sont capables de couler, tout comme les liquides.

Les gaz sont le produit de différents processus de sublimation de solides ou d’évaporation de liquides et peuvent être amenés à l’état solide par dépôt et à l’état liquide par condensation (ou liquéfaction).

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