Liquide - Définition

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Introduction

Diagramme montrant comment sont configurés les molécules et les atomes pour les différents états de la matière.

La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) est facilement déformable mais difficilement compressible.

Le liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est...) est une forme de fluide : les molécules sont faiblement liées, ce qui rend les liquides parfaitement déformables. Mais, à l'inverse (En mathématiques, l'inverse d'un élément x d'un ensemble muni d'une loi de...) du gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et...), elles sont tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) de même liées : une molécule (Une molécule est un assemblage chimique électriquement neutre d'au moins deux atomes, qui...) ne peut s'éloigner beaucoup d'une autre, ce qui fait que la matière liquide a une cohésion que ne possède pas le gaz (et comme dans les solides, les molécules sont très proches les unes des autres, ce qui rend les liquides difficilement compressibles).

Propriétés

Les corps, selon les conditions de température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et...) et de pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée...), peuvent être sous forme de liquide, de gaz ou de solide (voir diagramme (Un diagramme est une représentation visuelle simplifiée et structurée des concepts, des idées,...) de phase). La forme liquide correspond à une forme de moindre énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) que le gaz (l'énergie cinétique (L'énergie cinétique (aussi appelée dans les anciens écrits vis viva, ou force vive) est...) des molécules d'un liquide est insuffisante pour rompre les forces qui se matérialisent par la tension (La tension est une force d'extension.) superficielle) mais d'énergie supérieure à la forme solide (contrairement au solide, l'énergie cinétique (Le mot cinétique fait référence à la vitesse.) des molécules suffit à les faire se déplacer spontanément les unes par rapport aux autres).

Viscosité (La viscosité (du latin viscum, gui) peut être définie comme la résistance...)

Une caractéristique des liquides est leur viscosité, qui mesure l'attachement des molécules les unes aux autres - et donc la résistance à un corps qui traverserait le liquide. Plus la viscosité est grande, plus le liquide est difficile à traverser. Il y a donc toute une gamme d'états intermédiaires (pâte), qui rend la distinction difficile entre le liquide et le solide. En fait le meilleur test est celui de la rupture : un solide se brise et se fêle, et le reste ; un liquide se fend et se ressoude après la disparition de la cause de rupture, sans laisser d'autre trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le...) qu'une onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...). L'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...) II (« superfluide ») ne possède pas de viscosité du tout.

Tension superficielle (À la surface d'un milieu dense (liquide ou solide) ou à l'interface entre deux milieux...)

Les liquides possèdent aussi une tension superficielle, qui caractérise entre autres leur tendance à former des ménisques sur leurs bords, ainsi que les différents effets de la capillarité (La capillarité est l'étude des interfaces entre deux liquides non miscibles, entre un liquide et...).

Exemples

Dans des conditions ambiantes de température et de pression, certains composés chimiques sont liquides. En voici quelques exemples:

  • L'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...)
  • L'éthanol et d'autres alcools
  • L'acide sulfurique (L'acide sulfurique (anciennement appelé huile de vitriol ou vitriol) est un composé...)
  • Le mercure
  • Le dibrome (Le dibrome est une molécule composée de deux atomes de brome, notée Br2. C'est...)
  • L'octane (L'octane est un hydrocarbure saturé de la famille des alcanes de formule brute C8H18. Il a 18...) et les autres hydrocarbures qui constituent l'essence

Critères macroscopiques

À l'état macroscopique, on caractérise l'état liquide par les critères suivants :

  • le liquide n'a pas de forme propre, il prend celle du récipient sous l'effet de la gravité ;
  • sa surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) libre au repos est plane (La plane est un outil pour le travail du bois. Elle est composée d'une lame semblable à celle...) et horizontale (bords mis à part ; voir tension superficielle) (signalons toutefois que cette propriété n'est vraie que si on considère un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de pesanteur (Le champ de pesanteur (ou plus couramment pesanteur) est un champ attractif auquel sont soumis tous...) g uniforme : en fait, la surface adopte une surface d'égale énergie potentielle) ;
  • le liquide possède un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...) propre, qui ne change qu'avec la température et, en général, peu.

Confusions

Le verre (Le verre, dans le langage courant, désigne un matériau ou un alliage dur, fragile...)

Le verre est-il à considérer comme un solide, ou seulement un fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...) très visqueux ? Les très vieilles vitres sont plus épaisses en bas qu'en haut ce qui pourrait suggérer que le verre s'écoule lentement vers le bas. Il n'en est rien ; le profil en forme de poire (La poire est un fruit climactérique constitué du réceptacle floral, le piridion, sur...) des vitraux anciens n'est pas dû à l'écoulement du verre durant plusieurs siècles, mais au procédé de fabrication. Le verrier fabriquait la plaque de verre à partir d'une boule de verre visqueux qu'il mettait en rotation, pour obtenir progressivement un disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) de verre grâce à la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un...) centrifuge. Le bord du disque était alors plus épais que le centre. Le verrier posait ensuite les plaques avec le bord épais en bas pour des raisons de stabilité. Dans le cas des vitraux, la disposition des plaques répondait plus à des impératifs esthétiques, et on constate que le bord épais du verre peut être aussi bien en bas qu'en haut à gauche ou à droite. Ce qui est vrai, c'est que le verre n'est pas cristallin (solide organisé régulièrement), mais un solide « amorphe » (littéralement « sans forme »), dans lequel la position des molécules est fixe mais aléatoire, comme dans un fluide observé à un moment donné.

La nature de solide du verre est attestée par le fait qu'il propage les ondes S et les ondes P, alors qu'un liquide ne propage que les ondes P.

Gels et mousses

Un liquide emprisonné par une matrice solide s'appelle un gel. Un liquide emprisonnant une grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) de bulles de gaz et dans un état de viscosité importante s'appelle une mousse.

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