Dans la nature qui nous entoure, la matière existe sous 3 états : solide, liquide et gazeux. Les matériaux à l'état solide ont une forme propre. La matière à l'état liquide n'a pas de forme propre : elle prend la forme du récipient dans lequel on la verse ou de l'endroit où elle est.
La matière se présente principalement dans trois états physiques : solide, liquide ou gaz. Les caractéristiques de ces trois états sont décrits à l'échelle humaine, c'est-à-dire tels qu'on peut les observer à l'aide de nos sens, et à l'échelle des molécules (en respectant le modèle moléculaire).
Il existe différentes familles de matériaux : métalliques, organiques, minéraux, plastiques et composites.
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.
A l'échelle de l'univers, l'état plasma est le premier état de la matière et aussi le plus répandu. Mais sur Terre, c'est le quatrième état, après les solides, les liquides et les gaz… et il n'est pas enseigné à l'école !
Un plasma est un gaz dont les atomes, sous l'effet de la température, ont été dissociés. Alors que dans les trois autres états de la matière (solide, liquide et gazeux) le noyau et les électrons des atomes sont étroitement liés, ils cessent de l'être dans un plasma.
Ce que l'on voit dans les nuages est de l'eau à l'état liquide.De manière plus approfondie (et je pense qu'on peut l'expliquer de manière orale aux élèves) : Les brouillards sont, en fait, des micro-gouttelettes d'eau liquide en suspension. Ces gouttelettes sont en ''équilibre'' avec de la vapeur d'eau.
On dit que l'état gazeux est dispersé et très désordonné. (Les atomes ou molécules sont suffisamment dispersés pour que leur fréquence de chocs soit de l'ordre de 10 milliards par seconde.)
Différents états de l'eau : solide – liquide – gazeux. Changements d'état de l'eau : vaporisation (évaporation, ébullition), liquéfaction, solidi- fication, fusion.
L'état solide est donc compact et ordonné, ce qui explique qu'un solide a une forme propre (qui ne dépend pas du récipient qui le contient).
La flamme ne peut pas être caractérisée par un état physique particulier, puisqu'il ne s'agit que du lieu d'une réaction de combustion. La flamme n'est donc ni gazeuse, ni liquide, ni solide.
La solidification est le passage de l'état liquide à l'état solide. La fusion est le passage de l'état solide à l'état liquide. La vaporisation est le passage de l'état liquide à l'état de vapeur. La liquéfaction est le passage de l'état de vapeur à l'état liquide.
A 0°C, l'eau commence à se transformer en glace. Tant que les deux états de l'eau, solide et liquide, sont en présence, la température à l'intérieur du tube à essai reste constante : 0°C.
Les trois états physiques de l'eau sont l'état solide, l'état liquide et l'état gazeux (ou état de vapeur). L'eau est à l'état liquide dans les mers et les océans.
Solide : neige, glacier, banquise, iceberg, givre, grêle.
Nous en avons déduit que la neige, c'est de l'eau gelée. Les gouttes de pluie, quand il fait froid, forment des flocons (solides). La neige fond sous l'effet de la chaleur et se transforme en eau (liquide).
Si, à la pression atmosphérique, on abaisse la température en dessous de 0° Celsius (soit 273,15 K), l'eau liquide se transforme en glace : la structure tétraédrique présente dans l'eau liquide se fige alors et l'ordre local devient un ordre à grande distance. Cette glace est donc un solide cristallin.
La foudre est un plasma qui s'établit entre le sol et un nuage chargé d'électricité. Sur son trajet l'éclair apporte assez d'énergie pour casser les molécules d'azote de l'air.
Les flammes de haute température sont des plasmas.
L'apport d'énergie est fixé sur les états de la matière, liquide, gazeux. Si l'énergie supplémentaire est ensuite injecté dans la matière gazeuse au moyen d'une décharge électrique, le gaz se transforme en plasma.
Les plasmas sont présents partout. Pourtant ils sont créés expérimentalement pour la première fois en 1879 par un chimiste anglais, William Crookes. Le nom « plasma » fût donné par le physicien américain Irving Langmuir en 1928 car il trouvait certaines ressemblances avec le plasma sanguin.
L'état plasma peut être considéré comme le quatrième état de la matière, obtenu, par exemple, en portant un gaz à très haute température (104 K ou plus).
Le plasma solaire contient des éléments qui sont dans des états d'ionisation différents selon la température et la densité, du cœur à la périphérie. Ces variations stratifient le Soleil en plusieurs couches aux comportements très différents.