États de la matière (CM2)

L'essentiel

Toute matière se présente dans l'un des trois états :

• l'état solide : la matière a une forme propre et un volume fixe. Un caillou garde sa forme, qu'on le pose dans un verre ou sur la table ;
• l'état liquide : la matière a un volume fixe mais pas de forme propre. Elle prend la forme du récipient, et sa surface au repos est plane et horizontale ;
• l'état gazeux : la matière n'a ni forme ni volume propres. Un gaz occupe tout l'espace disponible et peut être comprimé, comme l'air d'une pompe à vélo.

Une même matière peut passer d'un état à l'autre selon la température. Pour l'eau pure, au niveau de la mer :

• en dessous de 0 °C, elle est solide (glace) ;
• entre 0 °C et 100 °C, elle est liquide ;
• à 100 °C, elle bout et devient vapeur.

Pendant qu'un changement d'état a lieu, par exemple pendant que la glace fond, la température reste stable à 0 °C, tant qu'il reste de la glace.

D'autres matières changent d'état à d'autres températures. Le chocolat fond dans la main, autour de 35 °C ; le fer ne fond qu'au-delà de 1500 °C ; l'azote de l'air n'est liquide qu'à environ moins 196 °C.

Des exemples

• Le beurre sorti du réfrigérateur est solide ; dans une poêle chaude, il devient liquide.
• La cire d'une bougie fond près de la flamme, puis redevient solide en coulant le long de la bougie.
• Le métal en fusion, coulé dans un moule, refroidit et devient une pièce solide.

Attention au piège

Au-dessus d'une casserole d'eau bouillante, on voit un « nuage » blanc et on l'appelle vapeur. C'est faux ! La vapeur d'eau est invisible. Regarde bien : juste au-dessus de l'eau, il y a un espace transparent. Le nuage blanc, plus haut, est fait de minuscules gouttelettes d'eau liquide : la vapeur s'est refroidie au contact de l'air et s'est condensée.

Vérifie que tu as compris

1. Quel état de la matière peut-on comprimer ?
2. À quelle température l'eau pure bout-elle au niveau de la mer ?
3. Le nuage blanc au-dessus d'une bouilloire est-il de la vapeur ?

Réponses :

1. Le gaz.
2. À 100 °C.
3. Non, ce sont des gouttelettes d'eau liquide ; la vapeur est invisible.

Pour les parents

Mettez quelques glaçons dans un verre avec un thermomètre de cuisine. Votre enfant relève la température toutes les deux minutes pendant que la glace fond, et la note dans un tableau. Il constatera que le thermomètre reste autour de 0 °C tant qu'il reste de la glace, puis que la température monte ensuite.