Les états de la matière
En fonction des paramètres externes que nous définirons dans la partie suivante, la matière peut se trouver dans trois états :
- l'état solide,
- l'état liquide,
- l'état gazeux.
État | Solide | Liquide | Gazeux |
Modèle microscopique | C'est un état ordonné de la matière : les entités microscopiques (atomes, ions, molécules) sont liées entre elles par des forces intermoléculaires qui sont suffisamment fortes pour assurer leur cohésion. | L'état liquide est un état compact mais désordonné de la matière : les entités microscopiques restent liées par des forces intermoléculaires mais elles peuvent se mouvoir les unes par rapport aux autres. | C'est un état dispersé et désordonné de la matière : les entités microscopiques peuvent se mouvoir librement et sont plus éloignées les unes des autres car les forces intermoléculaires sont négligeables. |
Représentation symbolique |
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Propriétés macroscopiques | Un solide a une forme propre. Un solide est indéformable, sauf si on exerce une force sur lui. | Un liquide n'a pas de forme propre (il prend la forme du récipient qui le contient). Un liquide est incompressible (son volume ne peut pas être modifié). La surface libre d'un liquide est plane et horizontale. | Un gaz occupe tout l'espace qui lui est offert. Un gaz est compressible (son volume peut être modifié). Un gaz se dilate (son volume augmente) lorsque sa température augmente. |
Conceptions des élèves | Pour les élèves, solide est synonyme de dur. L'exemple du sable en est l'illustration : il « coule » comme l'eau donc ils l'associent à l'état liquide. Il faut donc leur montrer que chaque grain de sable peut être tenu entre les doigts, a une forme propre, et que la surface d'un amas de sable n'est pas plane et horizontale. Quant à la pâte à modeler, les élèves ne l'associent pas à l'état solide : il faudra leur expliquer que " déformable " ne signifie pas nécessairement " liquide ". | Les élèves éprouvent des difficultés à schématiser la surface d'un liquide si le récipient est incliné : voir vidéo ci-dessous. | L'état gazeux est le plus difficile à appréhender pour les élèves. En effet, les gaz utilisés pour la classe, comme l'air ou la vapeur d'eau, sont invisibles et inodores, donc imperceptibles. Pour aider les élèves à appréhender l'état gazeux, il faut leur montrer qu'un gaz possède des propriétés macroscopiques au même titre qu'un solide ou qu'un liquide :
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