Quels sont les états de la matière :
Les états de la matière sont les diverses formes sous lesquelles la matière se présente dans l'univers. Ils sont également connus sous le nom d'états d'agrégation de la matière, car les particules s'agrègent ou se groupent de différentes manières dans chaque état.
On peut considérer qu'il existe quatre états fondamentaux de la matière, en tenant compte des formes d'agrégation qui se produisent dans des conditions naturelles. Les états fondamentaux de la matière sont :
- État solide.
- État liquide.
- État gazeux.
- État du plasma.
Dans le détail de l'image, on observe comment les particules sont regroupées.
Cependant, les études sur les états d'agrégation de la matière se sont étendues aujourd'hui. En plus de celles qui se produisent naturellement, nous étudions aujourd'hui celles qui se produisent dans des conditions extrêmes, induites en laboratoire. A partir de ce groupe, les scientifiques ont vérifié l'existence de trois nouveaux états : le condensat de Bose-Einstein (BEC); le condensat de Fermi et le supersolide.
Les caractéristiques des états de la matière dépendent de la force d'attraction entre les particules et de leur mobilité. La température et/ou la pression sont les facteurs qui affectent la façon dont ces particules sont regroupées et comment elles interagissent les unes avec les autres.
Lorsqu'il y a des modifications sensibles des variables de température et/ou de pression, des changements se produisent d'un état de la matière à l'autre. Ces changements sont la solidification, la vaporisation, la fusion, la sublimation, la sublimation inverse, l'ionisation et la désionisation.
Ci-dessous, nous présentons un tableau comparatif avec les principales différences qui existent entre les états fondamentaux de la matière :
| Propriété |
État | État liquide | État gazeux | État plasmatique |
|---|---|---|---|---|
| Type de matière | Matière fixe | Fluides avec viscosité | Des gaz | Gaz chauds (avec charge électrique) |
| Attraction entre les particules | haute | Intermédiaire | Court | Court |
| Mobilité de particules | Court | Intermédiaire | haute | haute |
| Le volume | Avec volume | Avec volume | Pas de volume | Pas de volume |
| Façonner | Défini | Indéfini | Indéfini | Indéfini |
| Exemple | Pierres | L'eau | Vapeur d'eau | TV plasma |
État solide
L'état solide est celui que nous percevons comme une matière fixe, qui résiste aux changements de forme et de volume. Dans la matière à l'état solide, les particules ont une plus grande attraction les unes vers les autres, ce qui réduit leur mouvement et les possibilités d'interaction. Par exemple : pierres, bois, ustensiles en métal, verre, glace et graphite, entre autres.
le caractéristiques à l'état solide ils sont:
- La force d'attraction entre les particules individuelles est supérieure à l'énergie qui provoque la séparation.
- Les particules se bloquent en position limitant leur énergie vibratoire.
- Il conserve sa forme et son volume.
État liquide
L'état liquide correspond à des fluides dont le volume est constant, mais s'adapte à la forme de son récipient. Par exemple : eau, boissons froides, huile et salive.
le caractéristiques de l'état liquide ils sont:
- Les particules s'attirent, mais la distance est plus grande que dans les solides.
- Les particules sont plus dynamiques que les solides, mais plus stables que les gaz.
- Il a un volume constant.
- Sa forme est indéfinie. Ainsi, le liquide prend la forme de son contenant.
État gazeux
L'état gazeux correspond aux gaz. Techniquement, il est défini comme le groupement de particules peu attirées les unes par les autres qui, lorsqu'elles entrent en collision les unes avec les autres, se dilatent dans l'espace. Par exemple : vapeur d'eau, oxygène (O2) et le gaz naturel.
le caractéristiques de l'état gazeux ils sont:
- Concentre moins de particules que les solides et les liquides.
- Les particules ont peu d'attraction les unes sur les autres.
- Les particules sont en expansion, elles sont donc plus dynamiques que les solides et les gaz.
- Il n'a pas de forme ou de volume défini.
État du plasma
L'état plasmatique est un état similaire à l'état gazeux, mais il comporte des particules chargées électriquement, c'est-à-dire ionisées. Il s'agit donc de gaz chauds.
La matière à l'état de plasma est très courante dans l'espace extra-atmosphérique et constitue, en fait, 99% de sa matière observable. Cependant, l'état de plasma est aussi naturellement reproduit dans certains phénomènes terrestres. Il peut également être produit artificiellement pour diverses utilisations.
Par exemple, il y a du plasma dans le soleil, les étoiles et les nébuleuses. Il est également présent dans les aurores polaires, dans les éclairs et dans le soi-disant Feu de San Telmo. Quant à leur production artificielle, quelques exemples sont les téléviseurs à plasma, les tubes fluorescents et les lampes à plasma.
le caractéristiques de l'état du plasma ils sont:
- Il manque de forme et de volume définis.
- Ses particules sont ionisées.
- Il manque d'équilibre électromagnétique.
- C'est un bon conducteur électrique.
- Il forme des filaments, des couches et des rayons lorsqu'il est exposé à un champ magnétique.
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Changements dans les états de la matière
Les changements d'états de la matière sont des processus qui permettent à la structure spatiale de la matière de passer d'un état à un autre. Ils dépendent des variations des conditions environnementales telles que la température et/ou la pression.
Compte tenu des états fondamentaux de la matière, les changements d'état de la matière sont : la solidification, la vaporisation, la fusion, la sublimation, la sublimation inverse, l'ionisation et la désionisation.
Fondre ou fondre. C'est le passage de l'état solide à l'état liquide. Il se produit lorsque le solide est exposé à des températures plus élevées que d'habitude, jusqu'à ce qu'il fonde. Cela se produit parce que les températures élevées auxquelles le solide est soumis font que les particules se séparent davantage et se déplacent plus facilement.
Solidification. La solidification est le passage de l'état liquide à l'état solide. Lorsque la température d'un liquide baisse, les particules commencent à se rapprocher et le mouvement entre elles est réduit. En atteignant le point de congélation, ils se transforment en matière solide.
Vaporisation. La vaporisation est le passage de l'état liquide à l'état gazeux. Il se produit lorsque la température augmente de manière sensible, ce qui interrompt l'interaction entre les particules. Cela provoque leur séparation et un mouvement accru, donnant naissance à un gaz.
Condensation. La condensation est le passage de l'état gazeux à l'état liquide. Au fur et à mesure que la température baisse et/ou que la pression augmente, les particules de gaz perdent une certaine mobilité et se rapprochent les unes des autres. Cette approximation explique le passage du gaz au liquide.
Sublimation. La sublimation est le passage de l'état solide à l'état gazeux sans passer par l'état liquide. Il se produit, par exemple, dans les sphères de naphtalène. Ces sphères qui servent à éloigner les mites des placards ont la propriété de s'estomper avec le temps. Cela signifie qu'ils passent de l'état solide à l'état gazeux sans passer par l'état liquide.
Sublimation inversée. On parle de sublimation inverse, sublimation régressive, dépôt ou cristallisation pour passer de l'état gazeux au solide de manière directe.
Ionisation L'ionisation est le passage du gaz au plasma, qui se produit lorsque les particules de gaz sont chargées électriquement, ce qui est possible lorsqu'un gaz est chauffé.
Déionisation La déionisation consiste en le passage de l'état plasma à l'état gazeux. C'est donc le processus inverse de l'ionisation.
Ensuite, nous présentons un tableau qui résume les changements de matière et donne un exemple pour chacun.
| Traiter | Changement de statut | Exemple |
|---|---|---|
| La fusion | Solide à liquide. | Dégèle. |
|
Solidification | Liquide à solide. | Glace. |
| Vaporisation | Liquide à gazeux. | Vapeur d'eau. |
| Condensation | Gazeux à liquide. | Pluie. |
| Sublimation | Solide à gazeux. | Glace sèche. |
| Sublimation inversée | Gazeux à solide. | Neige. |
| Ionisation | Gazeux à plasma. | Enseignes au néon. |
| Déionisation | Plasmatique à gazeux. | La fumée qui résulte de éteindre une flamme. |
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Nouveaux états de la matière
À l'heure actuelle, les recherches scientifiques ont trouvé de nouveaux états d'agrégation de la matière grâce à des procédures artificielles. Les plus connus sont basés sur la température, et sont le condensat de Bose-Einstein, le condensat fermionique et l'état supersolide.
Cependant, d'autres théories sur les états possibles de la matière sont encore à l'étude, comme la molécule de Rydberg, l'état Quantum Hall, la matière photonique et le dropleton.
Condensat de Bose-Einstein (BEC)
L'état connu sous le nom de condensat de Bose-Einstein (BEC) se produit lorsque certains gaz sont soumis à des températures proches du zéro absolu (-273,15 °C), atteignant une densité et un point de congélation tels que les atomes ne peuvent pas bouger.
C'est un état de la matière qui a été artificiellement atteint en 1995. Depuis lors, il est également connu comme le cinquième état de la matière.
Un exemple de BEC sont les matériaux supraconducteurs, c'est-à-dire qu'ils peuvent transmettre de l'électricité sans exercer de résistance et sans perdre d'énergie.
le caractéristiques de l'état condensé de Bose-Einstein sont :
- Ses particules sont des bosons.
- Elle n'est observable qu'au niveau subatomique.
- Il présente une supraconductivité (résistance électrique nulle).
- Son état d'énergie minimale est connu sous le nom d'état fondamental.
Plongez dans : Statut du consensus Bose-Einstein
Comte de Fermi
Le condensat de Fermi ou condensat fermionique est un condensat où la matière est superfluide, c'est-à-dire qu'elle n'a aucun degré de viscosité. Le comportement de l'état fermionique est similaire à une onde plutôt qu'à une particule. Il est lié à l'état de Bose-Einstein.
le caractéristiques du condensateur fermionique ils sont:
- Ses particules sont des fermions (et non des bosons).
- Il se produit à des températures proches du zéro absolu.
- Sa stabilité dure très peu de temps.
Super solide
Le supersolide est un état dans lequel la matière est disposée dans l'espace avec les propriétés d'un superfluide. Ce n'est qu'en 2017 que des preuves évidentes de son existence ont été trouvées. Il est toujours à l'étude, tout comme d'autres états hypothétiques.
Voir également:
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