Les trois états de la matière
Découvrir les états solide, liquide et gazeux.
Introduction
Un glaçon, l’eau du robinet et la vapeur qui sort d’une casserole sont faits de la même matière : de l’eau. Pourtant, ils ne se comportent pas du tout de la même façon. La matière peut exister sous trois états principaux, chacun ayant ses propriétés.
L'essentiel à retenir
La matière existe principalement sous trois états : solide, liquide et gazeux.
Un solide a une forme propre et un volume propre ; un liquide a un volume propre mais prend la forme du récipient ; un gaz n’a ni forme ni volume propres.
La surface d’un liquide au repos est plane et horizontale.
Explication
Un solide, comme une pierre ou un crayon, garde sa forme quand on le déplace d’un récipient à un autre. On peut le saisir avec les doigts. Son volume ne change pas. Certains solides sont dits « divisés », comme le sable, le sucre en poudre ou la farine : ils peuvent s’écouler et prendre la forme du récipient, mais chaque grain reste un petit solide qui garde sa forme.
Un liquide, comme l’eau ou l’huile, ne peut pas être saisi avec les doigts. Il coule et prend la forme du récipient qui le contient. En revanche, son volume ne change pas : 50 mL d’eau versés d’un verre dans une bouteille restent 50 mL. Au repos, la surface libre d’un liquide est plane et horizontale, même si on incline le récipient. Les maçons utilisent cette propriété avec le niveau à bulle.
Un gaz, comme l’air ou la vapeur d’eau, est souvent invisible. Il occupe tout l’espace disponible : un parfum se répand dans toute la pièce. Il n’a ni forme propre ni volume propre. Un gaz peut être comprimé : on peut réduire son volume en appuyant sur le piston d’une seringue bouchée. Il peut aussi être détendu. C’est ainsi qu’on gonfle un ballon ou un pneu.
On peut expliquer ces propriétés avec un modèle : la matière est formée de minuscules particules. Dans un solide, elles sont serrées et ordonnées. Dans un liquide, elles sont serrées mais peuvent glisser les unes sur les autres. Dans un gaz, elles sont très éloignées et se déplacent dans tous les sens.
Une même substance peut passer d’un état à un autre selon la température : l’eau est solide en dessous de 0 °C et bout à 100 °C.
Exemples
Le beurre au réfrigérateur est solide ; il garde sa forme.
Le lait prend la forme de la bouteille, du bol ou de la casserole.
Le sable est un solide divisé : chaque grain a sa propre forme.
Une pompe à vélo comprime l’air pour le faire entrer dans la chambre à air.
L’odeur d’un gâteau se répand dans toute la maison : c’est un gaz.
Méthode
1. J’observe si l’échantillon garde sa forme quand je change de récipient.
2. Je vérifie si je peux le saisir avec les doigts.
3. Je regarde si son volume change.
4. Je teste s’il peut être comprimé.
5. Je conclus : solide, liquide ou gaz, en justifiant avec ces propriétés.
Attention
La farine ou le sel s’écoulent comme un liquide, mais ce sont des solides divisés : chaque grain garde sa forme, et leur surface n’est pas horizontale, elle forme un petit tas. Ne te fie pas seulement au fait qu’ils coulent.
Résumé de la notion
La matière existe sous trois états. Un solide a une forme et un volume propres. Un liquide a un volume propre et une surface horizontale au repos. Un gaz occupe tout l’espace disponible et peut être comprimé.
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