La matière à l'état gazeux n'a pas de forme propre, elle occupe tout le volume qu'on lui offre comme un ballon ou une pièce. On dit qu'un corps à l'état gazeux est expansible et donc compressible, car son volume peut augmenter ou diminuer. L'état gazeux est dit dispersé et désordonné.
Les gaz sont compressibles et expansibles, c'est-à-dire qu'ils ont la caractéristique d'être élastiques. En effet, les gaz reprennent exactement leur volume primitif lorsqu'ils retrouvent les mêmes conditions que celles présentes avant leur compression ou leur détente.
L'azote (N2) et l'oxygène (O2) sont donc appelés des gaz, mais l'eau gazeuse dans l'atmosphère est appelée vapeur d'eau.
A l'état gazeux, les molécules sont très éloignées et mobiles. L'état gazeux est dispersé et désordonné. Par cette description moléculaire, on peut expliquer la compressibilité des gaz. L'air est compressible car l'état gazeux est dispersé.
Un liquide est caractérisé par sa capacité d'écoulement (fluidité) et n'a donc pas de forme propre : il prend la forme du récipient qui le contient. En revanche, un liquide a un volume propre et présente de ce fait une très faible compressibilité.
I.
Dans l'état liquide, les molécules sont moins liées : elles se déplacent mais restent sous forme d'un ensemble compact. Dans l'état gazeux, les molécules sont indépendantes les unes des autres : elles occupent tout l'espace disponible. L'état gazeux est totalement désordonné.
Une substance peut se présenter sous différentes formes physiques, selon ses propriétés, la température et la pression. On appelle ces formes les états de la matière. Les trois plus connus sont les solides, les liquides et les gaz.
Pour représenter l'air on peut représenter le dioxygène par des triangles et le diazote par des cercles. On schématise l'état gazeux en sachant que les molécules sont espacées et désordonnées. Les molécules peuvent être représentées par des carrées, des triangles, des losanges, des ronds, etc.
L'eau à l'état gazeux est appelée vapeur d'eau. Elle est invisible, elle n'a pas d'odeur et pas de forme.
La vapeur d'eau est l'état gazeux de l'eau. Il s'agit du seul état dans lequel l'eau est invisible. Ainsi, toute forme visible de l'eau (nuage, buée, brouillard, etc.) n'appartient pas à cet état.
Fluide compressible
La totalité des gaz sont des fluides compressibles (air, oxygène, hydrogène, azote, etc.). On peut comprimer un fluide si les particules qui le constituent sont éloignées les unes des autres. Pour les gaz, les particules peuvent être rapprochées si on applique une pression sur elles.
La vaporisation est le passage de l'état liquide à l'état gazeux. À pression normale, l'eau pure se met à bouillir à partir de 100°C. Cette ébullition de l'eau entraîne sa vaporisation.
A l'état gazeux les molécules sont séparées et très mobiles et forment un ensemble dispersé et désordonné.
Les gaz sont constitués de molécules
Ces particules sont des molécules de diazote et de dioxygène. Le modèle moléculaire permet de comprendre la compression des gaz et aussi leur caractère expansible, si l'on tire le piston de la seringue, les molécules s'éloignent les unes des autres et occupent un volume plus grand.
Le gaz naturel est une énergie primaire fossile classée dans la famille des hydrocarbures et qui est principalement constituée de méthane (CH4).
Opérant à distance depuis la Terre, des physiciens y ont généré des «condensats de Bose-Einstein», des gaz ultra-froids qui forment un nouvel état de la matière (le «cinquième état» après le solide, le liquide, le gaz et le plasma), prédit dans les années 1920 par Albert Einstein et le mathématicien indien ...
Si l'on monte le thermostat encore un peu plus haut, les protons et les neutrons se désintègrent, formant un plasma quark-gluon: c'est le cinquième état de la matière.
Après le solide, le liquide et le gazeux, le plasma est le quatrième état de la matière. Ainsi, si vous exposez un gaz à une énergie suffisamment élevée, certains électrons se détachent de leur atome. Nous obtenons alors des noyaux chargés positivement, appelés ions, et des électrons libres chargés négativement.
A une température supérieure à 100°C à pression ambiante, l'eau est à l'état gazeux.
Le passage de l'état liquide à l'état gazeux est appelé vaporisation, tandis que le passage inverse (de l'état gazeux à l'état liquide) est appelé liquéfaction. La température de passage liquide-gazeux ou gazeux-liquide est appelée, à pression atmosphérique, le point d'ébullition.
La vapeur d'eau est l'état gazeux de l'eau. C'est un gaz inodore et incolore.
Les propriétés caractéristiques sont toutes des propriétés intensives. Elles incluent la densité, le point de fusion, le point d'ébullition, l'électronégativité et le poids atomique.
La matière est caractérisée par sa masse et des propriétés comme sa densité (liée à la masse et au volume), la conductivité électrique et thermique, l'élasticité et le magnétisme.