Définition
Énergie thermique
L'énergie thermique, aussi appelée chaleur, est l'énergie interne d'un système due à l'agitation des particules qui le composent.
Masse
La masse est une grandeur physique qui quantifie la quantité de matière contenue dans un objet ou une substance.
Volume
Le volume est la mesure de l'espace occupé par un objet ou une substance. C'est une grandeur tridimensionnelle.
Les entités microcoscopiques sous différents états
Les entités microcoscopiques, c'est-à-dire les atomes et les molécules, se comportent différemment selon l'état physique de la matière dans lequel elles se trouvent. Dans un solide, ces entités sont fortement liées les unes aux autres, formant une structure rigide où elles ne peuvent que vibrer autour de leur position fixe. Dans un liquide, les entités ont suffisamment d'énergie pour briser certaines des liaisons, leur permettant de se déplacer librement tout en restant dans un espace défini par la forme du récipient. Dans un gaz, les entités ont encore plus d'énergie et se déplacent indépendamment l'une de l'autre, remplissant tout l'espace disponible.
Changements d'état
Les changements d'état sont des transformations physiques dans lesquelles une substance passe d'un état de la matière à un autre. Ces transformations incluent la fusion (passage de l'état solide à liquide), la vaporisation (passage de l'état liquide à gazeux), la condensation (passage de l'état gazeux à liquide), la solidification (passage de l'état liquide à solide), la sublimation (passage direct de l'état solide à gazeux), et la déposition (passage direct de l'état gazeux à solide).
Relation entre masse et volume lors du changement d'état
Lorsque la matière change d'état, le volume occupé par une quantité donnée de substance peut changer. Par exemple, lorsque l'eau passe de l'état liquide à l'état solide, son volume augmente légèrement, ce qui est une exception parmi les substances courantes. En revanche, lors de la vaporisation de l'eau, le volume augmente considérablement car les molécules d'eau dans l'état gazeux occupent beaucoup plus d'espace que dans l'état liquide. La masse reste constante au cours de ces processus car le nombre de particules reste le même, conformément à la loi de conservation de la masse.
L'influence de l'énergie thermique sur le changement d'état
L'énergie thermique joue un rôle crucial dans le changement d'état. Lorsqu'une substance est chauffée, elle absorbe de l'énergie, entraînant une augmentation de l'agitation thermique des particules. Cela peut conduire à la rupture des liaisons intermoléculaires et à un changement d'état, comme dans le cas de la fusion ou de la vaporisation. À l'inverse, lorsqu'une substance perd de l'énergie thermique, les mouvements des particules ralentissent, et des liaisons peuvent se former, entraînant la solidification ou la condensation.
A retenir :
L'énergie thermique, liée à l'agitation des particules, est essentielle pour comprendre les changements d'état de la matière, qui se produisent lorsque l'énergie thermique est ajoutée ou retirée. La masse est la quantité de matière présente, et le volume est l'espace qu'elle occupe. Les entités microcoscopiques se déplacent différemment selon l'état de la matière, influençant la manière dont la matière répond à l'énergie thermique lors des transitions entre solide, liquide et gaz.
