État de la matière vs phase de la matière
En physique, quelque chose qui a une masse au repos peut être considéré comme une matière; c'est une substance dans l'univers. Il peut s'agir soit des plus petites particules ayant une masse, soit des plus grandes étoiles de l'univers. La matière qui nous préoccupe ne représente que 4,6 % de l'univers, et le reste de la masse se trouve sous des formes encore indétectables.
Comme l'énergie, la matière peut également exister sous de nombreuses formes. Ces formes sont appelées états de la matière. Au sein d'un état de la matière, les atomes et les molécules peuvent prendre différentes configurations. Celles-ci sont connues sous le nom de phases.
Qu'est-ce que la phase de la matière ?
La partie homogène d'un système hétérogène séparée par une frontière distincte est appelée une phase. Il se réfère généralement à un volume dans l'espace, où toutes les propriétés de la matière sont uniformes et les propriétés physiques sont distinctes.
Par exemple, considérez l'intérieur d'une bouilloire lorsque l'eau bout. L'eau (le liquide) occupe la partie inférieure de la bouilloire et est séparée par les parois de la bouilloire et la surface supérieure de l'eau. Et dans toute cette région, les propriétés chimiques et physiques sont uniformes. Juste au-dessus de la surface de l'eau, la zone est remplie d'un mélange de vapeur et d'air. Dans cette région également, les parois de la bouilloire et la surface de l'eau créent une frontière distincte, et les propriétés dans toute la région peuvent être considérées comme uniformes. Dans ce cas, l'eau bouillante est une phase et le mélange vapeur-air est une phase. Ce système peut donc être considéré comme un système à deux phases. Considérez l'eau et l'essence versées dans une bouteille transparente. Il s'agit également d'un système à deux phases, où les deux liquides sont clairement séparés par une marge.
L'étude des phases de la matière est importante pour déterminer les propriétés physiques d'une substance après transformations. Au cours des processus, des transitions de phase peuvent se produire et les transitions peuvent être représentées par un diagramme de phase. Le diagramme de phase est un graphique qui montre comment des phases distinctes peuvent se produire dans différentes conditions d'équilibre. Lorsque la composition d'un système polyphasé reste inchangée, on dit qu'il est en équilibre de phase.
Qu'est-ce que l'état de la matière ?
Les formes distinctes que peut prendre la matière dans les différentes phases sont considérées comme un état de la matière. Les trois états classiques de la matière sont le solide, le liquide et le gaz.
Dans les solides et les liquides, les forces intermoléculaires sont fortes et sont considérées comme des états condensés. Les solides ont les forces intermoléculaires les plus fortes; par conséquent, la structure est étroitement maintenue par ces forces. Par conséquent, la forme d'un solide est immuable.
Dans les liquides, les forces intermoléculaires sont relativement faibles; par conséquent, ils sont modérément maintenus ensemble. Et les molécules peuvent glisser les unes contre les autres, mais les forces sont suffisamment fortes pour ne pas les laisser s'échapper. Dans les gaz, les forces intermoléculaires sont faibles à un niveau tel qu'elles sont très légèrement maintenues ensemble. Et ils peuvent glisser les uns sur les autres et occuper complètement le volume dans lequel ils sont placés.
La matière change d'état en fonction de son niveau d'énergie interne et de la température, qui est un indicateur de l'énergie interne. A température plus élevée, les vibrations dans les molécules sont fortes qu'elles entrent en compétition avec les forces intermoléculaires pour se libérer des liaisons. Dans les solides, l'énergie interne est plus faible, et lorsque l'énergie interne est augmentée à un niveau particulier, les liaisons se détachent et la glace solide devient liquide. Avec une nouvelle augmentation de l'énergie/température interne, le liquide se transformera en gaz.
Le plasma est également considéré comme un état physique de la matière, où les électrons du gaz sont dépouillés, et les électrons et les noyaux sont à des niveaux d'énergie très élevés. La majeure partie de la matière dans l'univers est sous cette forme; dans les vastes nuages entre les étoiles, appelés nuages interstellaires, et dans les étoiles, où la chaleur générée les transforme en plasma.
Le verre et les cristaux liquides sont également considérés comme des états distincts en physique. Et à très basse température, la matière forme différents états sous forme de superfluides et de condensats de Bose-Einstein. Dans les cas extrêmes, les trous noirs sont également considérés comme un autre état de la matière, dont nous ne connaissons pas les propriétés physiques exactes.
Quelle est la différence entre l'état de la matière et la phase de la matière ?
• Une phase est une région avec des propriétés chimiques et physiques uniformes et est séparée par des frontières distinctes.
• Les états de la matière sont les formes sous lesquelles différentes phases peuvent exister. Le solide, le liquide et le gaz sont les états les plus courants de la matière sur terre.
• Dans un état de la matière, de nombreuses formes de phases peuvent exister. Par exemple, considérez la bouteille avec de l'essence et de l'eau. Les deux sont à l'état liquide, mais dans des phases différentes. Le même concept peut être appliqué aux solides, bien que les gaz aient tendance à le violer, mais pas explicitement.
