État de la matière

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.
(Redirigé depuis États de la matière)
Aller à : navigation, rechercher

En physique, un état de la matière correspond à un certain degré de cohérence de la matière (densité, structure cristalline, indice de réfraction…) qui se traduit par des comportements définis par les lois de la physique (malléabilité, ductilité, viscosité, loi des gaz parfaits, etc.).

Les différents états de la matière[modifier | modifier le code]

Les trois états les plus classiques de la matière sont :

Cette classification est cependant incomplète. On peut y ajouter différents états plus exotiques :

Mais les comportements de la matière ne sont pas toujours uniformes au sein d'un même état. Ainsi existe-t-il des états intermédiaires où l'on observe un solide se comporter comme un fluide (matière pulvérulente ou granuleuse) ou au contraire un liquide avoir certaines propriétés propres aux solides. Ces comportements peuvent être issus de mélanges plus ou moins intimes entre plusieurs phases, appelés états polyphasiques (émulsions...).

On peut aussi rencontrer la matière dans un état hors équilibre thermodynamique ; les propriétés du matériau dépendent alors du temps, car le matériau se relaxe, sans jamais atteindre l'équilibre thermodynamique. Tout matériau spatialement hétérogène va rentrer dans cette définition dans la mesure où ces hétérogénéités spatiales vont se traduire par des contraintes internes impliquant ainsi un état non stable thermodynamiquement. Néanmoins, les temps de relaxation de tels systèmes peuvent atteindre des durées tellement longues qu'ils sont inobservables expérimentalement (allant jusqu'à plusieurs dizaines de milliers d'années).

Parmi ces matériaux on trouve de nombreux systèmes de la matière molle, ni solide, ni liquide tels que les verres, les gels ou bien les pâtes. Il n'est plus alors possible de parler de diagramme de phases (faisant référence à un état de la matière thermodynamiquement stable), le terme employé alors étant celui de diagramme d'état. Des diagrammes d'état unifiant les comportements des systèmes encombrés ont été établis pour de nombreux systèmes avec des interactions de type répulsif (granulaire, verres avec interaction de type volume exclu…) par Liu et Nagel en 1998, ainsi que pour les systèmes avec interaction de type attractif par Trappe, Prasad, Cipelletti, Segre, et Weitz, en 2001.

Article connexe : Phase (thermodynamique).

États classiques de la matière[modifier | modifier le code]

État solide[modifier | modifier le code]

Article détaillé : État solide.

À l'échelle macroscopique, un solide :

À l'état solide, les particules (atomes, molécules ou ions) sont liées les unes aux autres par des liaisons chimiques qui fixent leurs positions relatives.

État liquide[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Liquide.

À l'échelle macroscopique, :

  • un liquide possède un volume propre ;
  • il ne possède pas de forme propre : il prend la forme du récipient qui le contient ;
  • la surface libre d'un liquide au repos est plane et horizontale (dans un champ de pesanteur uniforme)

À l'état liquide, les particules sont faiblement liées  : contrairement à l'état solide, elles peuvent se déplacer spontanément les unes par rapport aux autres (déformabilité) mais, contrairement à l'état gazeux, elles ne sont pas indépendantes (incompressibilité). On peut également dire que leur énergie thermique est suffisante pour leur permettre de se déplacer mais pas de s'échapper...

L'état liquide est un état fluide, c'est-à-dire parfaitement déformable.

État gazeux[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Gaz.

À l'échelle macroscopique, :

  • un gaz ne possède ni forme propre, ni volume propre ;
  • il tend à occuper tout le volume disponible.

À l’état gazeux, les particules sont très faiblement liées, quasiment indépendantes (on les considère indépendantes dans le modèle des gaz parfaits, qui décrit bien le comportement des gaz basse pression).

Comme l'état liquide, l'état gazeux est un état fluide.

Un corps à l'état gazeux n'est constitué que d'atomes et de molécules. Un gaz ionisé est appelé plasma.

Changements d'état de la matière[modifier | modifier le code]

Articles détaillés : Changement d'état et Transition de phase.
Principaux changements d'état de la matière

Le passage d'un état de la matière à un autre est appelé changement d'état. Ce changement se fait sous l'effet d'une modification du volume, de la température et/ou de la pression.










Voir aussi[modifier | modifier le code]

Sur les autres projets Wikimedia :