Les Changements physiques Ce sont ceux dans lesquels on observe un changement dans la matière, sans qu'il soit nécessaire d'en modifier la nature; c'est-à-dire sans rompre ni former de liaisons chimiques. Par conséquent, en supposant une substance A, elle doit avoir les mêmes propriétés chimiques avant et après le changement physique..
Sans changements physiques, les variétés de formes que certains objets peuvent acquérir n'existeraient pas; le monde serait un lieu statique et standardisé. Pour qu'ils se produisent, l'action de l'énergie sur la matière est nécessaire, que ce soit sur le mode de la chaleur, du rayonnement ou de la pression; pression qui peut être exercée mécaniquement de nos propres mains.
Par exemple, dans un atelier de menuiserie, vous pouvez observer les changements physiques que subit le bois. Scies, pinceaux, gouges et trous, clous, etc., sont des éléments essentiels pour que le bois, issu d'un bloc, et par les techniques de menuiserie, puisse être transformé en œuvre d'art; comme un meuble, un treillis ou une boîte sculptée.
Si le bois est considéré comme substance A, il ne subit essentiellement aucune transformation chimique après la finition du meuble (même si sa surface subit un traitement chimique). Si ce meuble est pulvérisé en une poignée de sciure de bois, les molécules du bois resteront inchangées.
Pratiquement, la molécule de cellulose de l'arbre à partir duquel le bois a été taillé ne modifie pas sa structure tout au long de ce processus..
Si le meuble était en feu, ses molécules réagiraient avec l'oxygène de l'air, se décomposant en carbone et en eau. Dans cette situation, il y aurait un changement chimique, car après la combustion, les propriétés du résidu seraient différentes de celles du meuble..
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Le bois de l'exemple précédent peut subir des changements physiques de taille. Il peut être laminé, découpé, bordé, etc., mais jamais augmenté en volume. En ce sens, le bois peut augmenter sa superficie, mais pas son volume; qui, au contraire, est constamment réduite au fur et à mesure qu'il est travaillé en atelier.
Une fois coupé, il ne peut pas retrouver sa forme d'origine, car le bois n'est pas un matériau élastique; en d'autres termes, il subit des changements physiques irréversibles.
Dans ce type de changement, la matière, bien qu'elle ne subisse aucune réaction, ne peut pas revenir à son état initial..
Un autre exemple plus coloré est de jouer avec une argile jaune et bleuâtre. En les pétrissant ensemble et après leur avoir donné la forme d'une boule, leur couleur vire au vert. Même si vous aviez un moule pour les ramener à leur forme initiale, vous auriez deux barres vertes; le bleu et le jaune ne pouvaient plus être séparés.
En plus de ces deux exemples, le soufflage de bulles pourrait également être envisagé. Plus ils sont soufflés, plus leur volume augmente; mais une fois libre, aucun air ne peut être extrait pour réduire leur taille.
Bien que l'accent ne soit pas mis sur leur description adéquate, tous les changements dans l'état de la matière sont des changements physiques réversibles. Ils dépendent de la pression et de la température, ainsi que des forces qui lient les particules.
Par exemple, dans une glacière, un glaçon peut fondre s'il est laissé à l'extérieur du congélateur. Au bout d'un moment, l'eau liquide supplante la glace dans le petit compartiment. Si cette même glacière est renvoyée au congélateur, l'eau liquide perdra sa température jusqu'à ce qu'elle gèle et redevienne un glaçon..
Le phénomène est réversible car l'eau absorbe et dégage de la chaleur. Il en est ainsi quel que soit l'endroit où l'eau liquide ou la glace est stockée..
La principale caractéristique et différence entre un changement physique réversible et irréversible est que dans le premier, la substance (eau) elle-même est considérée; tandis que dans le second, l'aspect physique du matériau est pris en compte (bois, et non celluloses et autres polymères). Dans les deux cas, cependant, la nature chimique reste constante..
Parfois, la différence entre ces types n'est pas claire et il est conseillé, dans de tels cas, de ne pas classer les changements physiques et de les traiter comme un seul..
À l'intérieur de la cuisine, d'innombrables changements physiques ont lieu. Faire une salade en est saturé. Les tomates et les légumes sont hachés à volonté, modifiant leurs formes initiales de manière irréversible. Si du pain est ajouté à cette salade, il est coupé en tranches ou en morceaux d'une miche de pain paysan, et tartiné de beurre.
L'onction du pain et du beurre est un changement physique, car sa saveur change, mais au niveau moléculaire, elle reste inchangée. Si un autre pain est grillé, il acquiert une force, une saveur et des couleurs plus intenses. Cette fois, on dit qu'il y a eu un changement chimique, car peu importe si ce pain grillé est froid ou non: il ne retrouvera jamais ses propriétés initiales.
Les aliments homogénéisés dans le mélangeur représentent également des exemples de changements physiques.
Côté sucré, lorsque le chocolat est fondu, on constate qu'il passe d'un état solide à un état liquide. La préparation de sirops ou de bonbons qui n'impliquent pas l'utilisation de chaleur, entrent également dans ce type de changements de matière..
Dans une aire de jeux au petit matin, on peut apercevoir des toiles par terre, inertes. Au bout de quelques heures, celles-ci s'imposent comme un château aux multiples couleurs où les enfants sautent à l'intérieur.
Ce changement brusque de volume est dû à l'immense masse d'air soufflé à l'intérieur. Une fois le parc fermé, le château est dégonflé et sauvé; c'est donc un changement physique réversible.
Le verre à haute température fond et peut être librement déformé pour donner n'importe quel design. Dans l'image ci-dessus, par exemple, vous pouvez voir comment un cheval de verre est moulé. Une fois que la pâte vitreuse refroidit, elle durcira et l'ornement sera terminé.
Ce processus est réversible, car en appliquant à nouveau la température, on peut lui donner de nouvelles formes. De nombreux ornements en verre sont créés par cette technique, connue sous le nom de soufflage de verre..
En outre, dans la nature, on peut voir comment les minéraux adoptent des structures plus cristallines; c'est-à-dire qu'ils facettent au fil des ans.
Il s'agit d'un changement physique produit par un réarrangement des ions qui composent les cristaux. En escaladant une montagne, par exemple, vous pouvez trouver des pierres de quartz plus facettées que d'autres..
Lorsqu'un solide soluble dans l'eau, tel que le sel ou le sucre, est dissous, une solution avec un goût salé ou sucré, respectivement, est obtenue. Bien que les deux solides "disparaissent" dans l'eau et que celle-ci subisse un changement de goût ou de conductivité, aucune réaction ne se produit entre le soluté et le solvant..
Sel (généralement chlorure de sodium), se compose d'ions Na+ et Cl-. Dans l'eau, ces ions sont solvatés par les molécules d'eau; mais les ions ne subissent ni réduction ni oxydation.
La même chose se produit avec les molécules de saccharose et de fructose dans le sucre, qui ne rompent aucune de leurs liaisons chimiques lorsqu'elles interagissent avec l'eau..
Ici, le terme cristallisation fait référence à la formation lente d'un solide dans un milieu liquide. Revenant à l'exemple du sucre, lorsque sa solution saturée est portée à ébullition, puis laissée au repos, les molécules de saccharose et de fructose ont suffisamment de temps pour s'organiser correctement et former ainsi des cristaux plus gros..
Ce processus est réversible si la chaleur est à nouveau fournie. En fait, c'est une technique largement utilisée pour purifier les substances cristallisées des impuretés présentes dans le milieu..
Dans les néons, les gaz (y compris le dioxyde de carbone, le néon et d'autres gaz rares) sont chauffés au moyen d'une décharge électrique. Les molécules de gaz sont excitées et subissent des transitions électroniques qui absorbent et émettent des radiations lorsque le courant électrique traverse le gaz à basse pression..
Bien que les gaz s'ionisent, la réaction est réversible et ils reviennent pratiquement à leur état initial sans formation de produits. La lumière au néon est exclusivement rouge, mais dans la culture populaire, ce gaz est incorrectement désigné pour toutes les lumières produites par cette méthode, quelle que soit la couleur ou l'intensité..
Ici, l'émission de lumière est plus lente après l'absorption d'un rayonnement à haute énergie, comme les ultraviolets. Les couleurs sont le produit de cette émission de lumière due aux transitions électroniques au sein des molécules qui composent l'ornement (image du haut).
D'une part, la lumière interagit chimiquement avec la molécule, excitant ses électrons; et d'autre part, une fois que la lumière est émise dans l'obscurité, la molécule ne montre aucune rupture de ses liaisons, ce qui est attendu de toute interaction physique.
On parle alors d'un changement physico-chimique réversible, puisque si l'ornement est placé au soleil, il réabsorbe le rayonnement ultraviolet, qu'il relâchera ensuite dans l'obscurité lentement et avec moins d'énergie..
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