MATIÈRE (physique) État liquide
États désordonnés de la matière
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États désordonnés de la matière
La nature assemble parfois magnifiquement les atomes pour donner l'ordre cristallin. Mais la matière…
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La notion de liquide est une notion familière, l'état liquide étant, avec l'état solide et l'état gazeux, l'un des trois états communs de la matière.
On peut étudier un liquide comme une phase condensée fluide. Cela signifie que le liquide a une masse spécifique élevée, proche de celle du solide, et qu'il est aisément déformable, au point d'adapter sa forme à celle des récipients dans lesquels il est placé, contrairement au solide. L'existence d'une tension superficielle confère aux liquides des propriétés spécifiques, comme les phénomènes capillaires.
À l'échelle de l'atome ou de la molécule, un liquide se révèle être une phase compacte partiellement désordonnée. Les propriétés des liquides dépendent fortement de la façon dont l'énergie d'interaction de deux molécules varie avec leur orientation et leur distance relatives. Dans les cas extrêmes, on peut voir apparaître des propriétés particulières, comme celles de cristal liquide.
La phase liquide
En général, dans le cas d'un corps pur, le changement d'état, c'est-à-dire le passage du solide au liquide ou du liquide au gaz, intervient à une température fixe qui reste constante tant que les deux phases sont en présence et qui ne varie qu'avec la pression.
Ces changements d'états sont réversibles. En l'absence de phénomènes parasites (surfusion), la fusion du solide se produit à la même température (point de fusion) que la solidification du liquide (point de solidification). De même, le point d'ébullition ou de vaporisation du liquide et le point de condensation du gaz sont identiques. La quantité de chaleur mise en jeu dans ces transformations, appelée chaleur latente du changement de phase considéré, est égale, au signe près, dans les transformations inverses. La fusion et la vaporisation sont des phénomènes endothermiques, alors que la solidification et la condensation sont exothermiques.
Diagramme d'équilibre
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Diagramme d'équilibre
Diagramme d'équilibre (p, T).
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La variation de la pression sous laquelle se fait un changement d'état à température donnée est représentée sur le diagramme (p, T) de la figure 1. On y remarque un point triple qui correspond au point de coexistence des phases solide, liquide et gaz. À des températures ou à des pressions inférieures à celles du point triple, le liquide n'existe plus, et si un solide est chauffé à une pression inférieure à la pression du point triple, il se transforme directement en gaz (sublimation). De même, on peut constater que la courbe représentant les points d'ébullition s'arrête brusquement pour une certaine température, dite critique (Tc), au-dessus de laquelle il n'existe qu'une phase fluide. Au voisinage du point critique, la distinction entre liquide et gaz est donc relativement floue.
La distinction entre liquide et solide peut, elle aussi, être beaucoup moins nette qu'on le pense de prime abord. Il arrive en effet que, par abaissement de température, la fluidité du liquide diminue de façon importante et que l'on passe progressivement du liquide à un corps pâteux puis à un solide, que l'on qualifie alors de vitreux. C'est le cas du verre, ce qui permet son travail sous forme pâteuse, ainsi que de nombreuses matières plastiques (thermoplastiques) et de certains liquides moléculaires comme l'alcool éthylique (éthanol).
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Écrit par
- Jean-Louis RIVAIL : professeur de chimie théorique à l'université de Nancy-I
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États désordonnés de la matière
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La nature assemble parfois magnifiquement les atomes pour donner l'ordre cristallin. Mais la matière…
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Diagramme d'équilibre
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Diagramme d'équilibre
Diagramme d'équilibre (p, T).
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Liquides : coefficient de viscosité
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Liquides : coefficient de viscosité
Coefficient de viscosité de quelques liquides (en centipoises).
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Voir aussi
- HYDROGÈNE LIAISON
- LIQUIDE ÉTAT
- ÉTATS DE LA MATIÈRE
- POTENTIEL INTERMOLÉCULAIRE
- INTERACTIONS MOLÉCULAIRES
- EAU, physico-chimie
- PHASE TRANSITIONS DE
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- ÉCOULEMENTS
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- DIAGRAMME, thermodynamique
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- POINT TRIPLE, thermodynamique
- LAMINAIRE ÉCOULEMENT
- LUBRIFICATION
- TENSION SUPERFICIELLE
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