Leçon 4
Les trois états physiques de l’eau

L’eau existe dans trois états physiques :

- à l’état solide, l’eau s’appelle la glace (ou la neige) ;

- à l’état liquide, l’eau s’appelle l’eau (liquide) ;

- à l’état gazeux, l’eau s’appelle la vapeur d’eau. C’est un gaz invisible.

• La forme des liquides : Les liquides n’ont pas de forme propre. Ils coulent et prennent la forme du récipient dans lequel on les met.
• La surface libre des liquides : La surface de l’eau au contact de l’air est la surface libre du liquide. Elle est plane.

Un gaz n’a pas de forme propre. Il se répand et occupe tout l’espace qui lui est offert. Par exemple, si par erreur on tourne le bouton de la gazinière, on sent l’odeur du gaz même loin de la gazinière car le gaz s’est répandu dans la pièce.

Si l’on regarde un morceau de fer, par exemple, à travers un microscope qui grossit énormément (un microscope électronique à force atomique ou à effet tunnel), on va se rendre compte que ce morceau de fer est constitué de « toutes petites billes ». Ces petites billes, qui sont extrêmement petites (1 dix-milliardième de mètre, c’est-à-dire 1 mètre coupé en 10 milliards), sont appelées des atomes. Si on regarde un morceau de fer, les atomes sont des atomes de fer. Si on observe un morceau de cuivre, les atomes que l’on voit sont des atomes de cuivre. Dans de nombreuses substances, comme dans l’eau par exemple, ce n’est pas un seul atome qui compose la substance mais un groupe de plusieurs atomes accrochés entre eux. Ces groupes d’atomes accrochés entre eux s’appellent des molécules. NOUS (les êtres vivants en général) sommes aussi composés de molécules, qui sont des groupes d’atomes. NOUS sommes donc aussi composés d’atomes.

Pour que le solide garde sa forme à lui, c’est que les particules soient toutes accrochées entre elles et ne puissent pas bouger. Dans un solide, elles sont donc toutes bien rangées, bien accrochées et immobiles.

Pour que le liquide puisse couler, il faut que les particules soient accrochées entre elles mais il faut qu’elles puissent « rouler » les unes par-dessus les autres. Lorsqu’on chauffe le solide pour qu’il fonde, l’énergie fournie au solide par le chauffage va permettre aux particules de se mettre à bouger les unes par rapport aux autres, tout en restant accrochées entre elles.

Pour que le gaz se répande partout dès qu’on enlève le couvercle du récipient, il faut que les particules soient « libres » de se déplacer dans tous les sens. Lorsqu’on chauffe le liquide pour qu’il se vaporise, l’énergie que l’on fournit au liquide en le chauffant permet aux particules de « se lâcher les mains », de se séparer les unes des autres. Les particules vont alors occuper le maximum de place possible : le gaz va se répandre partout où il le peut.