Loading

Univers matériel 1 Les proprietes

Voici les notes de cours que nous utiliserons dans le cadre du cours de sciences cette année. Dans cette section nous allons couvrir plusieurs concepts relatif à l'univers matériel. Nous y traiterons plus particulièrement des différentes propriétés de la matière qui nous entoure.

Table des matières

La matière

Les propriétés non caractéristiques

  • La masse
  • Le volume
  • La température
  • Les états de la matière et les changements d'états (ou de phase)

Les propriétés caractéristiques

  • le point de fusion
  • le point d'ébullition
  • la solubilité
  • la dureté
  • la conductibilité électrique
  • la conductibilité thermique
  • la masse volumique
  • l'acidité, la basicité et échelle de pH

La matière

Pour commencer une petite définition de la matière.

La matière c’est tout ce qui a une masse et qui occupe un volume. Tout ce qui est matière possède des propriétés.

Propriétés non caractéristique

Une propriété non caractéristique est une propriété qui ne permet...

  • ni d’identifier une substance ou un objet...
  • ni de prévoir l’effet d’une substance ou d’un objet sur l’environnement
  • ni de déterminer l’usage qui peut être fait d’une substance ou d’un objet

Il est donc impossible d'utiliser une propriété non caractéristique pour identifier une substance. Elles ne donnent pas assez d'informations.

La masse

C'est la mesure de la quantité de matière qui compose un corps. La masse est généralement mesurée en kilogramme (Kg) ou en gramme (g). Dans le cadre des laboratoires l'unité de mesure utilisée est presque toujours le gramme.

On mesure la masse à l'aide d'une balance.

En voici quelques types:

Une balance de Roberval
Balance à fléaux
Balance électronique

Il est important de faire la distinction entre la masse et le poids. Le poids d’un objet se définit comme étant la force avec laquelle la Terre (ou les autres astres) nous attire vers elle. L’unité de cette force est le newton (N).

Sur la lune le poids, de quelqu'un, est inférieur à celui sur la terre, parce que la gravité y est plus faible. La masse est la même.

La masse est donc universelle, c'est-à-dire que la masse est la même partout dans l'Univers. C'est le poids qui varie.

Le volume

C’est la mesure de la place qu’un corps occupe dans l’espace, que ce corps soit à l’état solide, liquide ou gazeux. On mesure le volume en litre (L) ou en millilitre (ml). Dans les laboratoire, nous utilisons presque toujours le millilitre pour effectuer la mesure du volume.

Voici quelques instrument qui nous permettent de mesurer un volume.

Cylindres gradués
Le vase à trop plein est surtout utilisé pour mesure le volume d'un solide par déplacement d'eau

La température

La température d’une substance ou d’un objet, c’est la mesure de l’état plus ou moins chaud de cette substance ou de cet objet.

La température mesure le degré d'agitation des particules (atomes ou molécules): plus les molécules d'un objet sont agitées, plus la température de cet objet est élevée alors que moins elles bougent, plus la température de cet objet est basse.

Particules et température

Pour mesurer la température, on utilise le thermomètre. L'unité de mesure utilisée dans le système métrique (le nôtre) est le degré Celsius. Le degré Fahrenheit est encore utilisé aux États-Unis.

Les états de la matière

La matière existe généralement sous trois états:

  • Solide
  • Liquide
  • Gazeux
La glace est de l'eau à l'état solide

Un SOLIDE a un volume défini et une forme qu’il a tendance à garder, mais qui peut être modifiée. Il est pratiquement incompressible.

Ces cubes de glace gardent leur forme car ils sont solides

Un LIQUIDE a un volume défini mais il n’a pas de forme déterminée. Il est pratiquement incompressible.

En versant de l'eau dans un verre, celle-ci adopte la forme du contenant

Un GAZ n’a pas de volume défini ni de forme déterminée. Il est compressible.

La vapeur d'eau, comme tout les gaz, est compressible.

Voici une représentation du comportement des molécules d'eau selon leur état physique.

Comportement des molécules d'eau

Les changement d'état de la matière

Un changement de phase (ou d'état) est un changement d'un état de la matière vers un autre état sous des variations de température ou de pression.

Flèches rouges = baisse d'énergie, Flèches bleues = hausse énergie
  • Fusion : phase solide ► phase liquide
  • Solidification : phases liquide ► phase solide
  • Vaporisation : phase liquide ► phase gazeuse
  • Condensation liquide : phase gazeuse ► phase liquide
  • Sublimation : phase solide ► phase gazeuse
  • Condensation solide : phase gazeuse ► phase solide

Propriétés caractéristiques

Une propriété caractéristique est une propriété qui doit permettre de différencier une substance ou un groupe de substances.

Une propriété caractéristique est une propriété qui permet...

  • d'identifier une substance ou un objet;
  • de déterminer l'usage qui peut être fait d'une substance ou d'un objet;
  • de prévoir l'effet d'une substance ou d'un objet sur l'environnement.

Voici les propriétés caractéristiques qui sont importantes à connaitre pour l'année en cours.

Le plomb a un point de fusion de 327,5 °C

Le point de fusion est la température à laquelle une substance passe de l’état solide à l’état liquide.

L'eau a un point d'ébullition de 100 °C

Le point d'ébullition est la température à laquelle un corps passe de l’état liquide à l’état gazeux.

Diagramme de changement d'état de l'eau

Voici un diagramme des changement d'état de l'eau en fonction de la température
On mélange du sel (soluté) avec de l'eau (solvant)

La solubilité représente la quantité maximale de soluté que l’on peut dissoudre dans un solvant à une température donnée. Une fois cette quantité atteinte, on dit que la solution est saturée.

Échelle de Mohs (dureté des minéraux)

La dureté est la résistance du minéral à se faire rayer. Pour classer leurs minéraux selon leur dureté, on utilise l'échelle de Mohs.

Les métaux sont généralement de très bons conducteurs thermiques et électriques.

La conductibilité est la propriété que possèdent les corps de transmettre la chaleur (conductibilité thermique) ou l'électricité (conductibilité électrique).

On dit d'un matériau qui ne conduit pas la chaleur ou l'électricité, qui est un isolant thermique ou électrique, selon le cas. Le plastique est un bon isolant électrique, c'est pour cette raison que les fils électriques en sont recouverts.

La masse volumique de l'air chaud est inférieure à celle de l'air. C'est pour cette raison que les montgolfière peuvent voler.

La masse volumique, dont le symbole est ρ (rhô), est une propriété caractéristique qui représente la quantité de matière (masse) qui se trouve dans un espace (une unité de volume) donnée.

La formule utilisée pour calculer la masse volumique est la suivante:

ρ = m / V

où ρ représente la masse volumique, m représente la masse (g) et V représente le volume (ml ou cm3)

Les unités les plus courantes pour exprimer la masse volumique sont les grammes par centimètre cube (g/cm3) ou les grammes par millilitre (g/ml).

Un centimètre cube (cm3) est équivalent à un millilitre (ml), on utilise le cm3 pour les solides et le ml pour les liquides et les gaz.

L’acidité est le caractère acide d’une substance. Une substance acide possède les propriétés suivantes:

  • Elle a un goût aigre;
  • Elle conduit le courant électrique lorsqu'elle est dissoute dans l'eau;
  • Elle produit une réaction d'effervescence en présence d'un métal;
  • Elle donne une couleur rouge au papier tournesol bleu;
  • Les valeurs de pH d'une substance acide se situent entre 0 et 7.

Les acides sont beaucoup employés dans certaines industries telles que la métallurgie, le textile, le plastique, etc.

La basicité est le caractère basique d’une substance. Une substance basique possède les propriétés suivantes:

  • Elle a un goût amer;
  • Elle conduit le courant électrique lorsqu'elle est dissoute dans l'eau;
  • Elle est visqueuse au toucher;
  • Elle donne une couleur bleue au papier tournesol rouge;
  • Les valeurs de pH d'une substance basique se situent entre 7 et 14.

Les bases sont reconnues pour être efficaces dans la composition d’engrais et de détergents. Elles sont aussi employées en métallurgie, dans l’industrie des pâtes et papiers, en alimentation, en pharmacie et dans l’industrie du plastique.

Le pH, ou potentiel hydrogène est la mesure de l’acidité ou de la basicité d'une solution.

L’échelle pH est utilisée pour déterminer le degré d’acidité d’une substance. L’échelle pH est divisée en échelons de 0 à 14, 0 étant le degré d’acidité le plus élevé alors que 14 est le degré d’acidité le plus faible.

Credits:

Created with images by Amy Loves Yah - "Bio Lab" • Amanclos - "Lune" • crsssteve - "test tubes chemistry glass" • wwarby - "Lemon" • mommyknows { Kim Becker } - "handmade soap - castile shampoo bars"

Report Abuse

If you feel that this video content violates the Adobe Terms of Use, you may report this content by filling out this quick form.

To report a Copyright Violation, please follow Section 17 in the Terms of Use.