Les états de la matière

01Trois états pour la matière

Toute la matière qui nous entoure, l'eau, l'air, une pierre, se présente sous l'un de ces trois états : solide, liquide ou gazeux. Un solide a une forme propre : un glaçon garde sa forme, qu'il soit posé sur une table ou dans un verre. Un liquide n'a pas de forme propre : il prend la forme du récipient qui le contient, comme l'eau qui épouse la forme d'une bouteille ou d'un verre. Un gaz, lui, n'a ni forme propre ni volume propre : il occupe tout l'espace disponible, comme l'air qui remplit entièrement une pièce ou un ballon de baudruche.

02Changer d'état grâce à la température

L'eau est l'exemple le plus simple pour comprendre les changements d'état, car on peut l'observer sous ses trois états dans la vie courante. À 0°C, l'eau liquide se transforme en glace (solidification) ; inversement, la glace chauffée au-dessus de 0°C redevient liquide (fusion). À 100°C, sous la pression atmosphérique habituelle, l'eau liquide se transforme en vapeur d'eau, un gaz invisible (vaporisation) ; en refroidissant, cette vapeur redevient liquide (liquéfaction). Ces températures de 0°C et 100°C ne sont valables que pour l'eau : chaque matière change d'état à ses propres températures.

03La matière ne disparaît pas

Quand l'eau change d'état, sa masse ne change pas : un glaçon de 20 grammes donne 20 grammes d'eau liquide une fois fondu. Ce qui change, c'est uniquement l'organisation de la matière, pas la quantité de matière elle-même. Attention à ne pas confondre la vapeur d'eau, invisible, avec la « buée » ou les nuages blancs que l'on voit parfois au-dessus d'une casserole : ce nuage blanc est en réalité constitué de minuscules gouttes d'eau liquide en suspension dans l'air, pas de vapeur d'eau.

04Méthode : identifier l'état d'un échantillon de matière

1. Observe la forme : garde-t-elle sa forme toute seule, ou prend-elle celle du récipient ?
2. Observe le volume : occupe-t-il tout l'espace disponible, ou une quantité limitée ?
3. Conclus : forme propre et volume propre = solide ; volume propre mais pas de forme propre = liquide ; ni forme ni volume propres = gaz.

05Erreurs fréquentes

• ✗ Confondre la vapeur d'eau (invisible) avec le nuage blanc de buée (eau liquide en fines gouttelettes).
• ✗ Croire que la matière disparaît quand elle fond ou s'évapore : sa masse reste la même.
• ✗ Penser que 0°C et 100°C sont les températures de changement d'état de toutes les matières, alors qu'elles ne valent que pour l'eau.