La matière

Etats, transformations et cycles de la matière. Notes de cours
samedi 24 mai 2008
par  Marco Sortino
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Aspect de la matière

La matière qui constitue l’ensemble de l’univers peut prendre diverses formes et couleurs.

Exemples :

- graphite et diamant ;
- liquides tels que l’eau ou à l’aspect métallique tel que le mercure.
- vapeurs incolores (vapeur d’eau) ou colorées (brun-rouge pour le brome)

Etats

La matière se présente sous trois états principaux :

• état solide
• état liquide
• état gazeux

L’état gazeux

Les molécules sont très éloignées les unes des autres.
Les gaz sont compressibles car ils n’ont pas de volume propre.
Ils s’agitent continuellement en un mouvement désordonné et aléatoire appelé mouvement Brownien.

L’état liquide

Les molécules sont plus proches que les molécules gazeuses.
Les liquides sont incompressibles : leur volume reste constant quelle que soit la pression exercée. Ils n’ont pas de forme propre et occupent la forme que leur donne le récipient. Les molécules de liquide sont libres de leur mouvement (mouvement Brownien).

L’état solide

Les molécules sont très proches les unes des autres. Leurs forces sont très fortes. Les molécules n’ont pas de mouvement Brownien, elles vibrent sur place. Les solides sont par conséquent incompressibles et ont une forme et un volume bien définis.

Changements d’état

On appelle changement d’état la transformation au cours de laquelle la matière passe intégralement de l’un des trois états à un autre sous l’influence de la température ou/et de la pression.

Changement d’étatNomExemple
1 Solide -> Liquide Fusion La fonte des glaciers
2 Liquide -> Solide Solidification L’eau qui gèle
3 Liquide -> Gaz Vaporisation L’eau qui bout
4 Gaz -> Liquide Liquéfaction Formation de goutelettes sur un miroir
5 Solide -> Gaz Sublimation un-tas-de-neige-qui-diminue
6 Gaz -> Solide Condensation le-gaz-carbonique-se-transforme-en-neige-carbonique

Informations supplémentaires

Types de phénomènes

Il existe deux types de phénomènes :

Les-phénomènes-physiques : ce sont les phénomènes qui ne modifient pas la nature de la matière
exemple : les changements d’état de la matière

Les phénomènes chimiques : ce sont les phénomènes qui modifient profondément la nature de la matière en les transformant en une autre matière.
exemple : combustion d’un ruban de magnésium

Les cycles de la matière

Récupération

- Cycle du verre
- Cycle PET (bouteilles de plastique)
- Cycle du papier
- Cycle de l’aluminium

Cycles naturels

- Cycle de l’eau
- Cycle du carbone
- Cycle de l’azote
- Cycle des roches

Quizz

Evaporation

Au dessus d’une casserole, ce qu’on voit ce n’est pas du gaz d’eau, mais des gouttelettes.

L’eau qui s’est évaporée est douce et pure lorsqu’elle se liquéfie.

La bruine est une pluie de très fines gouttes.

Un chêne de bonne taille peut perdre environ 500 litres en un jour.

L’évaporation apporte de l’eau à l’atmosphère pour fabriquer les nuages.

Les végétaux perdent plus d’eau en été.

L’eau évaporée sous forme de vapeur est invisible.

Le vent

Une isobarre est une ligne qui relie tous les points de même pression.

Un anémomètre est un appareil qui sert à mesurer la vitesse du vent.

La pression diminue quand on monte en altitude.

L’atmosphère est principalement composée d’azote (80%).

Les précipitations

Une goutte de pluie peut tomber jusqu’à 30 km/h.

La bruine est une pluie de très fines gouttes.

De fortes pluies donnent les cumulonimbus.

1mm de précipitations correspond à 1 litre par m2.

Les flocons de neige sont des amas de minuscule cristaux de glace.

Infiltrations

Les colonnes accrochées au plafond dans les grottes se nomment des stalactites.

Un iceberg peut atteindre une taille de plusieurs dizaines de kilomètres.

Questions stella

Que fait ce flux ?
Il vide le réservoir.

Ce flux correspond-il à un changement d’état ?
Si le flux correspond à un changement d’état, il peut s’agir d’une évaporation si les goutelettes des nuages se transforment en gaz d’eau.

S’il n’y a pas de changement d’état, la masse nuageuse peut diminuer lorsqu’il pleut. Le flux s’appellerait alors précipitations.

Comment appeler ce flux ?
Le flux s’appellerait alors évaporation.

Description de la question et répondre aux questions suivantes :

Q1 : Identifier dans la description les grandeurs qui peuvent être reorlsentées par des réservoirs.

Q2 : Quels sont les changements d’état mentionnés ?

Q3 : Représenter ces changements d’état par des flux et connecter les aux réservoirs que vous avez choisis.

Q4 : Quelles sont les autres grandeurs qui interviennent dans la description ?

Q5 : Représenter ces grandeurs par des petits cercles dans le modèle.

Q6 : Sur quels éléments du modèles ces grandeurs agissent-elles ?