la constitution de la matière – les changements d’états

Pour commencer, une animation de la cité des sciences pour expliquer la différence entre température et chaleur.

Un changement d’état est le passage d’un état à un autre.

solidification = passage d’un état liquide à un état solide.
fusion = passage d’un état solide à un état liquide.
liquéfaction = passage d’un état gazeux à un état liquide.
vaporisation = passage de l’état liquide à un état gazeux.

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Lors d’une solidification ou d’une liquéfaction, la substance cède de l’énergie au milieu qui l’entoure : on refroidit la substance.
Lors d’une fusion ou d’une vaporisation, la substance reçoit de l’énergie du milieu qui l’entoure : on chauffe la substance.

les variations de la température lors d’un changement d’état d’un corps pur.

Avant le palier, la substance est dans un seul état. (exemple ci-dessous : eau liquide–> la température n’est pas assez faible pour que l’eau se solidifie)
Pendant le palier, la substance est à la fois dans 2 états. (exemple ci-dessous : eau liquide et solide –> l’eau est en train de se solidifier et la température reste à 0°C) .
Après le palier, la substance est dans un seul état (exemple ci-dessous : eau solide –> l’eau s’est entièrement solidifiée en glace, la température de celle-ci va baisser si la température extérieure est inférieure à 0°C)

CORPS PUR : Lors d’un changement d’état d’un corps pur, on observe un palier de température sur la courbe des variations de la température en fonction du temps : la température reste la même pendant toute la durée du changement d’état.

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Les températures de changement d’état sont caractéristiques d’un corps pur. Par exemple, l’eau pure se solidifie/la glace fond à 0°C et l’eau pure bout à 100°C, à pression normale.

(voir quelques températures de fusion et d’ébullition sur wikipédia)

Les températures de changement d’état dépendent de la pression : par exemple, la température d’ébullition de l’eau augment si la pression augmente (principe de l’autocuiseur).

les variations de la température lors d’un changement d’état d’un mélange

MELANGE : pendant le changement d’état d’un mélange, la température varie. On n’observe pas de palier de température.

solidification de l’eau salée

les variations de la masse et du volume lors d’un changement d’état

Lors d’un changement d’état, la masse ne change pas (il y a toujours autant de molécules) mais le volume peut changer (les molécules se disposent autrement)

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Dans le cas de l’eau, la glace occupe un volume plus grand que l’eau liquide.

En effet, le nombre de molécules reste le même lorsqu’on fait chauffer ou que l’on refroidit de l’eau : la masse dépend du nombre de molécules donc comme celui ne change pas , la masse reste la même.

Par contre, les molécules ne sont pas disposées de la même façon dans un solide, dans un liquide ou dans un gaz donc le volume va changer selon que les molécules sont plus serrées ou moins serrées.


Dans le cas de l’eau, les molécules d’eau dans de la glace solide forment des sortes d’hexagone, ce qui prend plus de place que dans un l’eau liquide où les molécules roulent les unes sur les autres.

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