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La matière a une forme solide, une forme liquide et une forme gazeuse - les états dits physiques de la matière. Dans chacun de ces états, les particules de la substance se comportent de manière très différente et une substance peut passer d’un état à l’autre par le biais du changement de phase, qui résulte généralement des changements de température.
État solide
Lorsqu'une matière est à l'état solide, ses molécules sont étroitement liées - la forme et le volume d'un solide sont généralement fixes. Les forces qui attirent les particules entre elles sont particulièrement fortes dans les solides, les maintenant proches et dans des positions spécifiques, ce qui les empêche de se rompre ou d'être comprimées. La densité d'un solide augmente avec la diminution de la température, c'est-à-dire que plus elle est froide, plus les vibrations des particules sont faibles, ce qui les oblige à se lier encore plus fermement. Les solides peuvent être classés comme amorphes ou cristallins - lorsque les particules forment des motifs géométriques. Les cristaux dans les solides amorphes tels que l'argile peuvent être arrangés plus librement et de manière aléatoire, permettant au matériau de changer de forme.
État liquide
À l'état liquide, les particules d'une substance se déplacent plus facilement après avoir gagné de l'énergie thermique. La forme d'un liquide est déterminée par la forme de son récipient. Bien que ses particules ne soient pas aussi étroitement liées que dans un solide, il existe encore, dans les substances liquides, des forces attractives qui lient leurs molécules plus librement; De plus, les substances liquides ne sont pas compressibles. Les particules d'un liquide ont plus d'énergie que celles d'un solide et peuvent se déplacer à une certaine distance des autres, et comme les particules sont plus distantes dans un liquide, le volume d'une substance liquide est supérieur à son volume. volume à l'état solide.
État gazeux
La forme et le volume d'un gaz sont déterminés par la forme et le volume du récipient dans lequel il est contenu et, contrairement au liquide, un gaz s'échappera de son récipient en l'absence de bouchon. Les particules contenues dans un gaz ont une grande liberté de mouvement et ne s'organisent pas de manière ordonnée car les forces d'attraction entre elles sont faibles ou absentes. Les particules d'un gaz ont une grande quantité d'énergie cinétique, qui passe continuellement entre elles lorsqu'elles se déplacent et se heurtent.
Changement de phase
Les changements de phase sont dus aux changements de température et de pression atmosphérique. Un solide devient liquide à mesure qu'il est chauffé jusqu'au point de fusion, lorsque la chaleur donne aux particules assez d'énergie pour assouplir leur structure et devenir liquides.Au point d'ébullition, la chaleur donne à un liquide suffisamment d'énergie pour que les particules à sa surface s'échappent de la structure et se vaporisent dans un gaz. Les basses pressions atmosphériques permettent également à un liquide de bouillir à une température plus basse. Pour qu'un gaz devienne liquide, il doit être suffisamment refroidi pour que ses particules perdent de l’énergie et se condensent, formant ainsi des liaisons suffisamment solides pour les piéger à l’état liquide. Pour qu'un liquide devienne solide, il doit être congelé afin que ses particules aient très peu d'énergie et se lient étroitement.