1. La matière à l'état solide.
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On peut saisir avec les doigts la matière solide. Quel que soit le récipient dans lequel on place le solide, celui-ci garde la même forme. La matière à l'état solide a une forme propre. La matière à l'état solide a un volume propre. |
Représentation de la matière à l'état solide. |
2. La matière à l'état liquide.
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On ne peut pas saisir la matière liquide avec les doigts. Au repos, la surface libre ( surface séparant l'air et le liquide ) est toujours horizontale et plane. La matière à l'état liquide n'a pas de forme propre car elle épouse la forme du récipient. La matière à l'état liquide a un volume propre. |
Représentation de la matière à l'état liquide. |
3. La matière à l'état de gaz.
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On ne peut saisir la matière à l'état gazeux avec les doigts. Le gaz occupe tout le volume qui lui est offert. La matière à l'état gazeux n'a pas de forme propre. La matière à l'état gazeux n'a pas de volume propre. |
Représentation de la matière à l'état gazeux |
Choix de la matière : l'eau. - Choix des deux états : l'état solide ( un glaçon ) et l'état liquide ( son eau de fusion ).
1. Comparaison de leur masse.
a) Expérience: on place un récipient contenant de la glace sur une balance numérique. On relève la valeur de la masse affichée puis on recommence la mesure lorsque toute l'eau solide s'est transformée en eau liquide.
b) Résultat : les masses sont identiques. Ceci était prévisible puisqu'aucune matière n'a été ajoutée ou otée du récipient.
2. Comparaison de leur volume.
a) Expérience : La mesure du volume de la glace se fait par la technique du déplacement de liquide.On ne peut pas dans ce cas utiliser de l'eau comme liquide car la masse volumique de l'eau solide et inférieure à celle de l'eau liquide : la glace serait en partie en dehors du liquide et la mesure serait faussée.
Pour cette expérience, on utilise donc un liquide moins dense que la glace : l'éthanol.
- On place un volume connu d'éthanol dans un récipient gradué comme une éprouvette : V(éthanol)
- On ajoute la glace dans le récipient.
- On mesure le nouveau volume : V(éthanol+glace)
- On en déduit le volume de la glace : V(solide) = V(éthanol+glace) - V(éthanol)
- On laisse la glace fondre complètement.
- On mesure le nouveau volume : V(éthanol+eau liquide)
- On en déduit le volume de l'eau liquide : V(liquide) = V(éthanol+eau liquide) - V(éthanol)
- On peut comparer V(solide) et V(liquide).
b) Observation : Le volume de l'eau solide est plus important que celui de l'eau liquide : V(eau solide) > V (eau liquide). C'est la raison pour laquelle des canalisations d'eau mal protégées peuvent éclater en hiver et qu'il ne faut pas remplir une bouteille d'eau complètement si on la place au congélateur !
3. Conclusion.
Quel que soit l'état de la matière, sa masse ne change pas.
La masse d'un corps est indépendante de son état physique.
Le volume d'un corps varie en fonction de l'état physique de ce corps.
Remarque : le volume d'un corps à l'état gazeux est toujours supérieur aux volumes des mêmes corps dans les états solides et liquides.
