Parfois appelé le quatrième état de la matière, le plasma consiste en un gaz ionisé dans lequel un ou plusieurs électrons ne sont pas liés à une molécule ou à un atome. Vous ne pouvez jamais observer une telle substance exotique, mais vous rencontrez des solides, des liquides et des gaz tous les jours. De nombreux facteurs influent sur l'existence de ces états.
Les forces intermoléculaires au travail
Les atomes, les éléments de base de la matière, se combinent pour créer des molécules telles que l'eau. Les forces intermoléculaires (FMI) entre les molécules aident à déterminer la phase d'une substance. Lorsque le FMI est faible, une substance est généralement un gaz lorsque la pression atmosphérique est de 1 atm (une unité de pression atmosphérique standard) et que la température est de 25 degrés Celsius (77 degrés Fahrenheit). Inversement, la substance sera probablement solide à la même pression et à la même température lorsque le FMI est fort.
Dans un solide, l'attraction entre les particules est plus grande que leur énergie de mouvement - les particules sont également proches. Les particules dans les liquides sont proches, mais leur énergie de mouvement et d'attraction est à peu près la même. Enfin, les particules de gaz sont éloignées et leur énergie d'attraction est inférieure à leur énergie de mouvement.
Transitions de phase
La température, la pression et la composition d'une substance affectent la façon dont elle change de phase. Un diagramme de phase montre les phases que différentes substances prennent à diverses températures et pressions. La vaporisation, la condensation, la sublimation, le dépôt, la congélation et la fusion sont quelques-unes des façons dont les changements de phase se produisent. La vaporisation se produit lorsque le liquide se transforme en gaz, tandis que la condensation décrit le processus dans lequel le gaz redevient liquide. Lorsque l'eau s'évapore, la vaporisation se produit et la vapeur d'eau peut retourner à l'état liquide en se condensant. Certaines substances, comme le dioxyde de carbone solide (glace sèche), peuvent passer directement de l'état solide à l'état gazeux - les scientifiques appellent cette sublimation. Le dépôt est le processus inverse - un gaz contourne l'état liquide et se transforme en un solide. La congélation passe du liquide au solide, et la fusion passe du solide au liquide.
Différences de phase
Une substance peut passer du liquide au gaz par ébullition, du liquide au solide par congélation, et du solide au liquide en fondant. La glace, l'eau liquide et la vapeur d'eau peuvent être composées des mêmes molécules, mais elles diffèrent de plusieurs façons importantes. Par exemple, il est difficile de compresser un solide ou un liquide dans une large mesure, mais vous pouvez facilement compresser un gaz. Les liquides et les gaz prennent la forme de leurs conteneurs, mais pas les solides. Les gaz ont une capacité supplémentaire de se dilater lorsqu'ils prennent la forme d'un contenant et correspondent au volume du contenant.
