Solide, liquide, gaz : une vision particulaire
Refroidissez la boîte de particules et poussez le piston pour comprimer un gaz jusqu’à la compacité d’un liquide puis d’un solide.
Objectif
Relier température, volume et espacement des particules aux trois états de la matière et à la masse volumique .
Matériel et réactifs
Boîte de particules simulée avec piston (aucun produit), thermomètre et échelle de volume.
Procédure
- Réglez K et un grand volume : les particules volent vite et occupent toute la boîte — l’état gazeux.
- Poussez le piston vers un petit volume en gardant T élevée : mêmes particules, bien plus proches — un gaz comprimé.
- Abaissez maintenant la température : les particules ralentissent et se bousculent de près — on approche les images du liquide et du solide.
- Comparez les trois réglages et classez les états par masse volumique et par liberté de mouvement.
À observer
- À T élevée et grand V, les particules sont éloignées et rapides ; réduire V les rassemble dans un espace plus petit.
- À basse T, les particules se déplacent lentement et restent agglomérées — le même nombre d’atomes dans un arrangement bien plus dense.
Explication
Dans un gaz, les particules sont éloignées et libres ; dans un liquide, proches mais capables de glisser l’une sur l’autre ; dans un solide, elles occupent des positions fixes. Comme , comprimer la même masse dans un volume plus petit augmente la masse volumique — solides et liquides sont bien plus denses que les gaz.
Expérience virtuelle : un modèle simplifié pour construire l’intuition. Elle ne remplace ni le travail réel en laboratoire ni la formation à la sécurité ; ne la reproduisez pas chez vous sans encadrement.