Introduction

La matière désigne tout ce qui occupe un espace et possède une masse, et l’univers est composé de matière : l’air, l’eau, la nourriture, les mers et les avions. Toutes ces choses sont, fondamentalement, de la matière. La matière est constituée de particules. La roche, l’air et l’eau semblent différents, mais ils ont un point commun essentiel : ils sont tous faits de minuscules éléments, bien trop petits pour être vus. Ces éléments sont appelés particules.

Le mouvement des particules

Dans la roche et les autres solides, les particules ne sont pas libres de se déplacer. En revanche, dans les liquides et les gaz, elles bougent librement. Les particules d’un liquide ou d’un gaz se déplacent de manière aléatoire, changeant de direction à chaque fois qu’elles entrent en collision avec une autre particule. C’est ce qu’on appelle le mouvement aléatoire. Exemple : lorsqu’on cuisine, les odeurs peuvent se répandre jusque dans la rue. Cela s’explique par le fait que les “odeurs” sont causées par des particules gazeuses qui se mélangent et se déplacent dans l’air.

Les états de la matière

Il existe trois états de la matière : solide, liquide et gazeux. Un solide a une forme et un volume fixes. Il ne s’écoule pas. Les objets solides autour de nous conservent toujours leur forme et leur volume. Un liquide s’écoule facilement. Il a un volume fixe, mais sa forme change : il prend la forme du récipient dans lequel on le verse. Un gaz n’a ni forme ni volume fixes. Il se répand pour remplir entièrement le récipient qui le contient. Il est beaucoup plus léger que le même volume de solide ou de liquide. Un bon exemple est l’eau. Elle peut exister sous forme solide (glace), liquide (eau) ou gazeuse (vapeur d’eau). Son état change selon la température : en chauffant ou en refroidissant. Par exemple, la glace fond lentement lorsqu’elle est placée dans un endroit chaud. Ce changement s’appelle la fusion. La température reste à 0 °C jusqu’à ce que toute la glace ait fondu ; 0 °C est donc appelé point de fusion.

Comment les particules sont-elles disposées ?

Les particules d’un solide sont disposées selon un schéma fixe appelé réseau cristallin. Des forces puissantes les maintiennent ensemble, les empêchant de quitter leur position. Elles ne peuvent effectuer que de petites vibrations. Lorsque l’eau est chauffée, sa température augmente et une partie se transforme en vapeur d’eau : c’est l’évaporation. Plus la température augmente, plus l’eau s’évapore rapidement. Dans un liquide, les particules peuvent bouger et glisser les unes sur les autres. Elles restent proches, mais ne sont plus disposées en réseau. Les forces qui les unissent sont plus faibles que dans un solide. Lorsque l’eau bout, des bulles apparaissent : c’est l’ébullition. La vapeur d’eau devient visible sous forme de vapeur, et la température reste à 100 °C pendant toute la durée de l’ébullition. 100 °C est donc appelé point d’ébullition.

Les changements d’état : la fusion et l’évaporation

Lorsqu’un solide est chauffé, ses particules gagnent de l’énergie et vibrent davantage. Le solide se transforme alors en liquide : c’est la fusion. Lorsqu’un liquide est chauffé, ses particules acquièrent plus d’énergie et se déplacent plus vite, ce qui entraîne son expansion et son évaporation. Les particules les plus énergétiques quittent le liquide pour former un gaz : c’est ce qu’on appelle l’évaporation.

Conclusion

Tout ce qui nous entoure est constitué de matière, elle-même faite de particules. La matière existe sous trois états — solide, liquide et gazeux — et ces états peuvent se transformer les uns en les autres.