MATIÈRE (physique)État gazeux

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États désordonnés de la matière

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Représentation du diagramme de phase d'un corps pur

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Température d'ébullition des gaz rares

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Distribution maxwellienne des vitesses moléculaires

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Les changements d'état

Suivant les valeurs de la pression (P), de la température (T) et du volume (V), tout corps pur se présente dans l'un des trois états solide, liquide ou gazeux, également appelés phases. Un diagramme tridimensionnel, appelé diagramme de phase, définit leurs domaines d'existence. À volume constant, ceux-ci sont délimités dans le plan P, T par trois courbes d'équilibre : la courbe de fusion (F), qui décrit l'équilibre solide-liquide, la courbe de vaporisation (V), qui concerne l'équilibre liquide-gaz, et la courbe de sublimation (S), relative à l'équilibre solide-gaz (fig. 1). À chacun de ces équilibres est associé un changement de phase réversible : la fusion-solidification (solide ↔ liquide), la vaporisation-liquéfaction (liquide ↔ gaz) et la sublimation-condensation (solide ↔ gaz). Les trois courbes d'équilibre concourent en un point O de coordonnées (Pt,Tt), appelé point triple, où coexistent les trois phases. La courbe de vaporisation (V) s'arrête au point C, appelé point critique, de coordonnées Pc (pression critique) et Tc (température critique). Au-delà du point C, le gaz est tellement dense qu'on ne peut plus le distinguer du liquide. À pression constante, un changement d'état résultant d'une variation de température est représenté par une droite horizontale sur le diagramme de la figure 1. Ainsi, par exemple, lorsque la pression est inférieure à celle du point triple, une élévation de température fait passer le corps pur directement de l'état solide à l'état gazeux (sublimation). Aux pressions supérieures à Pt et inférieures à Pc, la substance chauffée progressivement subit deux changements d'état. Le solide se liquéfie d'abord (fusion), puis se transforme en gaz (vaporisation). Enfin, aux pressions supérieures à Pc, il y a continuité entre l'état liquide et l'état gazeux. La valeur de Pt est en général faible par rapport à la pression atmosphérique. Par conséquent, à pression atmosphérique, la plupart des solides se liquéfient avant de passer à l'état gazeux. Il existe cependant quelques solides qui se subliment, notamment l [...]

Représentation du diagramme de phase d'un corps pur

Représentation du diagramme de phase d'un corps pur

Dessin

Représentation schématique du diagramme de phase d'un corps pur. Les points O (Pt, Tt) et C (Pc, Tc) sont respectivement le point triple et le point critique. (F), (V) et (S) sont respectivement les courbes de fusion, de vaporisation et de sublimation. 

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MATIÈRE (physique) - États de la matière

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MATIÈRE (physique) - État solide

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MATIÈRE (physique) - État liquide

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MATIÈRE (physique) - Plasmas

  • Écrit par 
  • Patrick MORA
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MATIÈRE (physique) - Transitions de phase

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ANTIMATIÈRE

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ATOME

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ATOMIQUE PHYSIQUE

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BOSE-EINSTEIN CONDENSATION DE

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CONTINUITÉ ET DISCONTINUITÉ, physique

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COSMOLOGIE

  • Écrit par 
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Dans le chapitre « Densité, pression »  : […] La matière présente dans l'Univers a subi les conséquences de l'expansion : les distances augmentant, les volumes aussi, une quantité déterminée de matière se retrouve (en moyenne) répartie dans un volume de taille croissant comme R 3 ( t ) avec le temps. Par conséquent, sa densité décroît comme R […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/cosmologie/#i_12538

FLUIDE, physique

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  • Étienne GUYON
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Les trois états physiques de la matière tels qu'on les enseigne à l'école primaire sont le solide, le liquide et le gaz. L'état fluide rassemble les deux derniers termes, en soulignant leur parenté. Encore faut-il savoir que l'on parle du nom plutôt que de l'adjectif : une huile très visqueuse est un fluide bien peu fluide ! De fait, c'est la capacité à s'écouler, qui ne veut pas dire absence de […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/fluide-physique/#i_12538

FORME

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  • Jean PETITOT
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Dans le chapitre « La disjonction transcendantale entre phénoménologie et physique »  : […] Le concept général de forme que nous venons de définir peut évidemment être considérablement complexifié. Les morphologies K ne possèdent pas nécessairement de géométrie simple. Elles peuvent être chaotiques, et même fractales. Elles peuvent être structurées à plusieurs niveaux – à plusieurs échelles – différents. Mais, aussi compliquées soient-elles, elles ne sont pour l'instant définies que de f […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/forme/#i_12538

GÉOCENTRISME

  • Écrit par 
  • Jean-Pierre VERDET
  •  • 3 225 mots
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Dans le chapitre « Le changement implique la matière »  : […] Puis il dégagera les principes –  la forme et la matière – dont dépendent l'existence en acte et l'existence en puissance. La forme sera le principe d'organisation, de stabilité, mais aussi d'évolution. Un être existe en acte par une forme actuelle et par celles de ses propriétés effectivement réalisées à un moment donné ; il existe en puissance par une forme possible et par ses déterminations pot […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/geocentrisme/#i_12538

L.H.C. (Large Hadron Collider)

  • Écrit par 
  • Lydia ROOS
  •  • 2 383 mots
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Dans le chapitre « Naissance et objectifs du LHC »  : […] Le projet de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire – le Cern – de construire un collisionneur de hadrons est évoqué dès les années 1980. Le principal objectif est de découvrir et étudier le boson de Higgs, particule prédite par le modèle standard, cadre théorique de la physique des particules. En outre, le LHC doit permettre d’explorer les extensions théoriques de ce modèle, telle […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/large-hadron-collider/#i_12538

MASSE, physique

  • Écrit par 
  • Jean-Marc LÉVY-LEBLOND, 
  • Bernard PIRE
  •  • 4 054 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Masse et pesanteur »  : […] Au départ, la notion de masse vise à caractériser la « quantité de matière » contenue dans un objet physique. Cette grandeur se révèle d'abord à nos sens par l'intermédiaire du poids de l'objet : la force de pesanteur qu'exerce la Terre est de toute évidence d'autant plus grande que l'objet contient plus de matière. La pratique courante tend ainsi à assimiler masse et poids, à mesurer la première […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/masse-physique/#i_12538

MATÉRIALISATION, physique

  • Écrit par 
  • Georges KAYAS
  •  • 322 mots

On appelle matérialisation toute transformation d'énergie en matière ; le seul processus connu de matérialisation est celui du photon d'énergie h ν qui se convertit, au voisinage d'un noyau, en une paire électron-positron. Le phénomène ne peut avoir lieu dans le vide, où serait impossible la conservation du quadrivecteur énergie-impulsion du photon initial ; de plus, il est n […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/materialisation-physique/#i_12538

MATIÈRE

  • Écrit par 
  • Jacques GUILLERME, 
  • Hélène VÉRIN
  •  • 10 672 mots
  •  • 1 média

Dans le chapitre « Formes et forces ; la géométrie de l'invisible »  : […] Parmi les thèses qui s'inscrivent dans le sillage newtonien, deux méritent d'être citées ici, qui sont quasi contemporaines et radicalisent, toutes deux, l'usage du calcul dans des vues de représentation théorique de l'imperceptible. La première, celle du père Rudjer Boscovich, un jésuite croate, est exprimée dans sa Theoria philosophiae naturalis de 1763. Il suppose la mat […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere/#i_12538

MATIÈRE ET MATÉRIAUX. DE QUOI EST FAIT LE MONDE ? (dir. É. Guyon)

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 912 mots

À partir du moment où la matière est destinée à une utilisation précise, on parle de matériaux. Mais comment raconter cette matière qui sous des aspects si divers accompagne le quotidien de chacun d'entre nous, pour s'alimenter, se loger ou s'habiller, mais aussi aller à la rencontre des autres hommes ou exprimer sa sensibilité artistique ? Dans une entreprise ambitieuse, une équipe de chercheurs […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-et-materiaux-de-quoi-est-fait-le-monde-dir-e-guyon/#i_12538

MÉSOMORPHE ÉTAT

  • Écrit par 
  • Jacques SIMON
  •  • 3 041 mots
  •  • 6 médias

L'état mésomorphe présente une organisation intermédiaire entre celle d'un solide monocristallin et celle d'un liquide. Les phases solides ont une périodicité tridimensionnelle stricte alors que, dans les liquides usuels, ni la direction des molécules ni la position de leur centre de gravité ne s'ordonnent. L'état mésomorphe est obtenu à partir du réseau tridimensionnel par l'introduction graduel […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-mesomorphe/#i_12538

MESURE - Étalons fondamentaux

  • Écrit par 
  • Pierre GIACOMO
  •  • 3 658 mots
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Dans le chapitre « Quantité de matière »  : […] Cette grandeur intéresse toute la chimie, ce qui donne une idée de son importance pratique et scientifique ; elle intervient aussi en physique. L'unité de quantité de matière est la mole (mol), « quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kg de carbone 12 » ( C.R. , 14 e C.G.P.M., 1971, p. 7 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/mesure-etalons-fondamentaux/#i_12538

MOLÉCULE

  • Écrit par 
  • André JULG
  •  • 4 309 mots

On dit souvent qu'une molécule est la plus petite entité d'une substance pouvant exister à l'état libre. En fait, la notion de molécule est bien plus complexe. Une observation toute banale peut être le point de départ de recherches fructueuses. Il suffit par exemple de regarder un morceau de sucre se dissoudre dans une tasse de thé. On voit de fines traînées se développer à partir du morceau de su […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/molecule/#i_12538

NANOPARTICULES

  • Écrit par 
  • Pierre-Gilles DE GENNES, 
  • Madeleine VEYSSIÉ
  •  • 1 980 mots
  •  • 4 médias

Les nanoparticules sont de minuscules grains de matière, dont la composition chimique et les caractéristiques physiques balaient tout l'éventail des matériaux solides. Du fait de leur taille très réduite et de l'importance des effets de surface qui en résultent, ces systèmes présentent des propriétés spécifiques ; ils suscitent de nombreuses études sur le plan fondamental et offrent de larges per […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanoparticules/#i_12538

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Caractères généraux

  • Écrit par 
  • Maurice JACOB, 
  • Bernard PIRE
  •  • 8 162 mots
  •  • 12 médias

Les physiciens poursuivent l'étude de la structure de la matière dans le but de trouver plus d'unité et de simplicité dans un monde qui nous frappe par sa diversité et son apparente complexité. N'est-il pas remarquable de pouvoir ramener la variété quasi infinie des objets qui nous entourent aux multiples constructions de quelques constituants fondamentaux ? Trouver ces constituants, et comprendr […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-caracteres-generaux/#i_12538

PARTICULES ÉLÉMENTAIRES - Fermions

  • Écrit par 
  • Jean-Eudes AUGUSTIN, 
  • Michel PATY, 
  • Bernard PIRE
  •  • 16 242 mots
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Dans le chapitre «  Quarks »  : […] Imaginés en 1963 pour expliquer la multiplicité croissante des particules élémentaires et la régularité apparente du nouveau tableau des éléments découverts grâce aux expériences utilisant les grands accélérateurs de particules, les quarks sont maintenant considérés comme les constituants ultimes de la matière. Avec les leptons (par exemple, l'électron ou les neutrinos) et les bosons de jauge (ou […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/particules-elementaires-fermions/#i_12538

PLASMA DE QUARKS ET DE GLUONS

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
  •  • 1 780 mots

Prédit par la théorie des interactions nucléaires fortes, le plasma de quarks et gluons – nouvelle phase de la matière, dans laquelle quarks et gluons ne sont pas regroupés en protons, neutrons et autres hadrons – aurait prévalu lorsque l'Univers était extraordinairement dense et chaud, moins d'une microseconde après l'explosion originelle selon la théorie du big bang. À partir d'expériences débu […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/plasma-de-quarks-et-de-gluons/#i_12538

PRIX NOBEL DE PHYSIQUE 2016

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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Le prix Nobel de physique 2016 distingue les travaux de trois théoriciens , pour la description de nouveaux états quantiques de la matière et des transitions de phase qui mènent à ces états. Les trois physiciens, David J. Thouless (né à Bearsden, en Écosse, en 1934 et mort à Cambridge, en Angleterre, en 2019) , John Michael Kosterlitz (né à Aberdeen, en Écosse, en 1942) et F. Duncan M. Haldane (n […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/prix-nobel-de-physique-2016/#i_12538

STRUCTURE DISSIPATIVE

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  • Isabelle STENGERS
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Le terme « structure dissipative » a été créé, en 1969, par Ilya Prigogine pour souligner la signification des résultats auxquels lui-même et ses collaborateurs de l'école de Bruxelles venaient de parvenir : loin de l'équilibre thermodynamique, c'est-à-dire dans des systèmes traversés par des flux de matière et d'énergie, peuvent se produire des processus de structuration et d'organisation spontan […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/structure-dissipative/#i_12538

SYMÉTRIES, physique

  • Écrit par 
  • Bernard PIRE
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Dans le chapitre « Les symétries discrètes »  : […] Dans le monde physique, de nombreuses symétries discrètes sont effectivement réalisées par la nature ; le caractère discret s'oppose ici à continu, dans le sens où il fait appel à un groupe dénombrable de transformations. Ainsi, lorsqu'on observe soigneusement un diamant (cristal de carbone pur) ou un cristal de sel de cuisine (chlorure de sodium), on peut mettre en évidence des axes ou des plans […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/symetries-physique/#i_12538

TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

  • Écrit par 
  • Séverine BLÉNEAU-SERDEL
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  •  • 3 médias

Dans le chapitre « L’intuition de Mendeleïev et les améliorations ultérieures »  : […] À la différence de ses prédécesseurs, Mendeleïev formule explicitement en quoi son tableau constitue un outil d’analyse théorique des propriétés de la matière : « Les éléments chimiques, lorsqu’ils sont ordonnés par masse atomique croissante, montrent une périodicité de leurs propriétés chimiques. » Il est ainsi possible de prédire certaines propriétés des éléments à partir de leur masse atomique […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/tableau-periodique-des-elements/#i_12538

UNITÉS SYSTÈMES D'

  • Écrit par 
  • Gérard FOURNET
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Dans le chapitre « Unités de base du système international (ou S.I.) »  : […] Les définitions des unités de base sont données ci-dessous, avec leur date d'adoption par la Conférence générale des poids et mesures. Mètre. Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 seconde (1983). Kilogramme. Le kilogramme est égal à la masse du prototype international du kilogramme (190 […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/systemes-d-unites/#i_12538

UNIVERS

  • Écrit par 
  • Jean AUDOUZE, 
  • James LEQUEUX
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Dans le chapitre «  La structure, l'origine et l'évolution de l'Univers »  : […] Une caractéristique essentielle de l'Univers est qu'à cette échelle immense espace et temps ne sont pas séparés. Nous observons les objets éloignés tels qu'ils étaient au moment où la lumière que nous en recevons les a quittés : il y a donc une relation biunivoque entre la distance d'un objet et son âge (d'où l'intérêt d'exprimer les distances en années-lumière). Cette relation dépend évidemment […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/univers/#i_12538

VITREUX ÉTAT

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  • Jean FLAHAUT
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La matière, en dehors des états solide, liquide et gazeux, peut exister sous d'autres formes, telles que vitreuses ou mésomorphes, le verre ordinaire en étant un exemple. La définition de l'état vitreux n'est pas aisée ; elle peut être formulée de différents points de vue, en réalité complémentaires car, pris isolément, ils se révèlent tous insuffisants. Dans une définition courante, le verre est […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/etat-vitreux/#i_12538

Voir aussi

Pour citer l’article

Henri DUBOST, Jean-Marie FLAUD, « MATIÈRE (physique) - État gazeux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 09 octobre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/matiere-physique-etat-gazeux/