La matière et ses états physiques

Autour de toi, la matière existe sous trois formes principales. L'état solide : pense à une glaçon ou à ta règle en bois. Les molécules sont très serrées les unes contre les autres, elles ne bougent presque pas. C'est pour ça qu'un solide a une forme fixe et un volume fixe. L'état liquide : pense à l'eau du robinet ou à ton jus d'orange. Les molécules sont un peu plus espacées et peuvent glisser les unes sur les autres. Un liquide prend la forme de son récipient mais garde toujours le même volume. L'état gazeux : pense à la vapeur au-dessus d'une casserole ou à l'air que tu respires. Les molécules sont très éloignées et se déplacent librement dans tous les sens. Un gaz n'a ni forme fixe ni volume fixe : il remplit tout l'espace disponible.

La matière peut passer d'un état à l'autre, c'est ce qu'on appelle les changements d'état. Quand tu fais fondre du chocolat au micro-ondes, il passe de solide à liquide : c'est la fusion. Si tu laisses ce chocolat fondu au frigo, il redevient dur : c'est la solidification. Quand l'eau bout dans une casserole, elle passe de liquide à gaz : c'est la vaporisation. Et quand tu vois de la buée sur un miroir froid, c'est la condensation (passage gaz → liquide). Il y a aussi la sublimation : c'est quand un solide passe directement à l'état gazeux sans devenir liquide. La glace dans ton congélateur qui rétrécit peu à peu ? C'est de la sublimation ! Et l'opposé, le passage gaz → solide, s'appelle la condensation solide ou solidification directe.

Un corps pur est une substance qui contient un seul type de molécules partout. Par exemple, de l'eau distillée est un corps pur : partout dans le liquide, c'est uniquement des molécules H₂O. Un mélange, c'est quand on met plusieurs substances ensemble sans qu'elles réagissent chimiquement. Ton jus d'orange est un mélange : il contient de l'eau, du sucre, des vitamines, des arômes... Un mélange homogène est uniforme : tu ne vois pas les différentes parties. L'air est un mélange homogène (azote, oxygène, etc. bien mélangés). Un mélange hétérogène n'est pas uniforme : tu vois les différentes parties. Une salade de fruits est hétérogène, tu distingues les morceaux de pomme, de banane, de raisin. Dans la suite du chapitre, on verra comment séparer les mélanges.

Tout ce que tu vois est fait de minuscules particules appelées molécules, elles-mêmes formées d'atomes. Imagine que tu agrandis une goutte d'eau jusqu'à la taille de la Terre : chaque molécule d'eau serait alors grosse comme une balle de tennis. Dans un solide, les molécules sont très proches et vibrent sur place sans se déplacer. Dans un liquide, elles sont un peu plus loin et glissent les unes sur les autres. Dans un gaz, elles sont très éloignées et se déplacent très vite dans toutes les directions. Quand tu chauffes une substance, tu donnes de l'énergie aux molécules : elles se mettent à bouger plus vite. Si elles bougent assez vite, elles se séparent : c'est le changement d'état ! La température est en fait une mesure de l'agitation des molécules.