Définition de l'état de la matière

La physique et la chimie étudient la matière, l'énergie et les interactions entre elles. D'après les lois de la thermodynamique, les scientifiques savent que la matière peut changer d'état et que la somme de la matière et de l'énergie d'un système est constante. Lorsque de l'énergie est ajoutée ou retirée à la matière, elle change d'état pour former un état de la matière. Un état de la matière est défini comme l'une des façons dont matière peut interagir avec lui-même pour former un homogène phase.

Les expressions «état de la matière» et «phase de la matière» sont utilisées de façon interchangeable. Pour la plupart, c'est très bien. Techniquement, un système peut contenir plusieurs phases du même état de la matière. Par exemple, une barre d'acier (un solide) peut contenir de la ferrite, de la cémentite et de l'austénite. Un mélange d'huile et de vinaigre (un liquide) contient deux phases liquides distinctes.

Dans la vie quotidienne, il existe quatre phases de la matière:

Solide: Un solide a une forme et un volume définis. Les particules dans un solide sont emballées très près les unes des autres, fixées dans un arrangement ordonné. L'arrangement peut être suffisamment ordonné pour former un cristal (par exemple, NaCl ou cristal de sel de table, quartz) ou l'arrangement peut être désordonné ou amorphe (par exemple, cire, coton, verre à vitre).

Liquide: Un liquide a un volume défini mais n'a pas de forme définie. Les particules dans un liquide ne sont pas emballées aussi près les unes des autres que dans un solide, ce qui leur permet de glisser les unes contre les autres. Des exemples de liquides comprennent l'eau, l'huile et l'alcool.

Gaz: Un gaz n'a ni forme ni volume définis. Les particules de gaz sont largement séparées. Des exemples de gaz comprennent l'air et l'hélium dans un ballon.

Plasma: Comme un gaz, un plasma n'a pas de forme ou de volume défini. Cependant, les particules d'un plasma sont chargées électriquement et sont séparées par de grandes différences. Exemples de plasma comprennent la foudre et l'aurore.

Verre: Un verre est un solide amorphe intermédiaire entre un réseau cristallin et un liquide. Il est parfois considéré comme un état de la matière séparé parce qu'il a des propriétés distinctes des solides ou des liquides et parce qu'il existe dans un état métastable.

Superfluide: Un superfluide est un deuxième état liquide qui se produit près de zéro absolu. Contrairement à un liquide normal, un superfluide a zéro viscosité.

Condensat de Bose-Einstein: UNE Condensat de Bose-Einstein peut être appelé le cinquième état de la matière. Dans un condensat de Bose-Einstein, les particules de matière cessent de se comporter comme des entités individuelles et peuvent être décrites avec une seule fonction d'onde.

Condensat fermionique: Comme un condensat de Bose-Einstein, les particules d'un condensat fermionique peuvent être décrites par une fonction d'onde uniforme. La différence est que le condensat est formé de fermions. En raison du principe d'exclusion de Pauli, les fermions ne peuvent pas partager le même état quantique, mais dans ce cas, les paires de fermions se comportent comme des bosons.

Dropleton: Il s'agit d'un "brouillard quantique" d'électrons et de trous qui s'écoulent un peu comme un liquide.

Matière dégénérée: La matière dégénérée est en fait une collection d'états de matière exotiques qui se produisent sous une pression extrêmement élevée (par exemple, dans le cœur des étoiles ou des planètes massives comme Jupiter). Le terme "dégénéré" dérive de la façon dont la matière peut exister dans deux états avec la même énergie, ce qui les rend interchangeables.

Singularité gravitationnelle: Une singularité, comme au centre d'un trou noir, est ne pas un état de la matière. Cependant, il convient de le noter car c'est un "objet" formé par la masse et l'énergie qui manque de matière.

La matière peut changer d'état lorsque de l'énergie est ajoutée ou retirée du système. Habituellement, cette énergie résulte de changements de pression ou de température. Quand la matière change, elle subit une transition de phase ou changement de phase.

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