Par Matthew Perdue Mis à jour le 24 mars 2022
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La température reflète l'énergie cinétique moyenne des molécules qui composent une substance. Que vous la mesuriez en Celsius, Fahrenheit ou Kelvin, la température dicte la façon dont ces molécules se déplacent et interagissent, régissant finalement l'état de la matière.
Les molécules d’un solide sont disposées dans un agencement ordonné et serré, donnant au matériau une forme rigide qui résiste au changement. À mesure que la température augmente, les molécules vibrent plus vigoureusement, affaiblissant les forces qui les maintiennent ensemble. Lorsque l’énergie vibratoire atteint le point de fusion du solide, la structure se décompose et le solide se transforme en liquide. À l'inverse, refroidir un liquide en dessous de cette même température le fait recongeler en un solide ; le point de fusion est donc également le point de congélation.
Les liquides permettent à leurs molécules de se croiser, ce qui permet à la substance d'adopter la forme de son contenant. L'augmentation de la température ajoute de l'énergie cinétique, ce qui fait vibrer les molécules plus rapidement. Une fois qu’elles atteignent le point d’ébullition, l’énergie est suffisante pour que les molécules s’échappent dans l’air, transformant ainsi le liquide en gaz. Lorsqu'un gaz est refroidi en dessous de ce seuil, les molécules perdent de l'énergie, entrent en collision plus souvent et se condensent à nouveau en un liquide au point de condensation.
Les gaz possèdent l’énergie cinétique la plus élevée parmi les trois états de la matière et existent aux températures les plus élevées. Dans un système ouvert, l’augmentation de la température ne fait qu’écarter davantage les molécules de gaz; l'État reste gazier. Cependant, dans un récipient fermé, les molécules qui se déplacent plus rapidement entrent plus souvent en collision avec les parois, augmentant ainsi la pression. Cette relation entre la température et la pression est à la base de nombreuses applications techniques et scientifiques.
La pression est un autre facteur critique qui s’entremêle à la température pour déterminer l’état de la matière. Selon la loi de Boyle, la température et la pression sont directement proportionnelles :une augmentation de la température entraîne une augmentation de la pression. À des pressions et des températures suffisamment basses, un solide peut ignorer complètement la phase liquide et se transformer directement en gaz par sublimation, un phénomène observé dans la neige carbonique et la neige.
