La matière
Introduction :
La matière se présente sous différentes formes. On pourra citer les mélanges solides tels les alliages ou les minéraux, les mélanges liquides avec l’eau et les boissons, et enfin les mélanges gazeux comme l’air qui nous entoure.
Dans ce cours nous définirons tout d’abord la matière, qui peut être métallique, organique ou minérale. Puis nous parlerons des différents états dans lesquels on peut la trouver qui sont l’état liquide, solide et gazeux.
Qu’est-ce que la matière ?
Qu’est-ce que la matière ?
Définition
Matière :
La matière se trouve partout et sous diverses formes : elle peut être vivante ou inerte, d’origine naturelle ou fabriquée par l’être humain. On la classe souvent suivant trois types distincts : la matière métallique, la matière organique et la matière minérale.
La matière métallique
La matière métallique
Définition
Métal :
Un métal est un corps simple qui conduit bien la chaleur et l’électricité. Il est difficile de le casser mais il est possible de le découper et de le rendre liquide en le chauffant pour, par exemple, modifier sa forme.
Le fer, l’aluminium ou encore le cuivre sont des matériaux métalliques.
Écrous en métal
Corps de boulons en métal
Il est possible de créer des alliages métalliques qui sont issus de la combinaison de plusieurs métaux ou d’un métal et d’un autre élément.
Exemple
Le bronze est l’association du cuivre et de l’étain.
Statue en bronze
L’acier est une combinaison de fer et de carbone, qui n’est pas un métal.
La matière organique
La matière organique
Définition
Matière organique :
La matière organique désigne la matière d’origine animale ou végétale, ou des produits de leur décomposition.
La matière organique peut être d’origine naturelle si elle se trouve dans la nature. Le bois, le charbon et le pétrole sont d’origine naturelle.
Du charbon noir, matière organique d’origine naturelle
Elle peut être d’origine artificielle car créée par l’être humain par l’assemblage de matière organique naturelle. Le papier, le carton ou le caoutchouc sont créés par l’être humain à partir de matière naturelle.
Feuilles de papier, matière organique d’origine artificielle issue de l’assemblage de matériaux organiques naturels
Pour finir la matière organique peut être de synthèse, c’est-à-dire fabriquée par l’être humain et n’existant pas dans la nature. Le PVC, qui sert à fabriquer des canalisations ou des bouteilles, et le nylon sont des matières de synthèse.
La matière minérale
La matière minérale
Définition
Matière minérale :
La matière minérale est issue des roches ou des matériaux constitués de minéraux chauffés.
La matière minérale peut être naturelle ou modifiée par l’être humain. Les objets constitués de matière minérale sont durs, cassants et parfois transparents.
- La matière minérale est tout sauf la matière organique et métallique.
Assiettes en céramique et objets en argile qui ont été cuits
Les états de la matière
Les états de la matière
Les trois états de la matière
Les trois états de la matière
La matière, quelle que soit sa nature, se trouve sous trois états : l’état liquide, l’état solide et l’état gazeux.
Définition
État liquide :
La matière à l’état liquide n’a pas de forme qui lui est propre, elle prend la forme du récipient qui la contient et on ne peut pas la prendre avec les doigts.
Le mercure est un métal dont une des propriétés est de rester liquide entre $-\ 39\,\degree \text{C}$ et $357\, \degree\text{C}$. À ce titre, il est notamment utilisé dans les thermomètres à mercure pour mesurer la température interne de l’être humain. Ces thermomètres sont maintenant interdits en Europe car le mercure présente un risque pour la santé et pour l’environnement.
Définition
État solide :
La matière à l’état solide a une forme qui lui est propre et il est possible de la prendre avec les doigts.
Le fer est un métal qui entre dans la composition de l’acier (alliage de fer et de carbone), il est rarement utilisé pur sauf pour certaines soudures. Le fer a la propriété d’être à l’état solide si sa température est plus basse que $1\ 538\,\degree \text{C}$.
Définition
État gazeux :
La matière à l’état gazeux n’a pas de forme propre, elle occupe tout le volume qu’on lui offre comme un ballon ou une pièce.
Tout le monde s’est déjà amusé avec un ballon gonflé à l’hélium. Si par mégarde on le lâche, il s’envole dans les airs et il est peu probable de le revoir, car l’hélium est un gaz qui est plus léger que l’air.
L’état de la matière dépend des conditions extérieures
L’état de la matière dépend des conditions extérieures
Un même échantillon de matière peut se trouver sous différents états selon les conditions extérieures.
Par exemple l’eau pure est une matière minérale qui peut se trouver dans ces trois états en fonction de la température :
- l’eau est à l’état solide si sa température est inférieure à $0\, \degree \text{C}$ ;
- l’eau est à l’état liquide si sa température est comprise entre $0\, \degree \text{C}$ et $100\, \degree \text{C}$ ;
- l’eau est à l’état gazeux si sa température est supérieure à $100\, \degree \text{C}$.
À retenir
L’état de la matière dépend des conditions extérieures, comme la température.
Conclusion :
La matière présente une grande diversité : elle peut être métallique, organique ou minérale, elle peut exister dans la nature ou être fabriquée par l’être humain. On la trouve sous différents états : solide, liquide ou gazeux, selon la température extérieure.