Question Changement d'État

[Floda200489]

Bonjour à tous,

Je me pose plusieurs questions sur les changements d'états de la matière. Tout d'abord, je sais bien quels sont les différents passages d'un état à un autre, mais je voulais savoir quelque chose par rapport à la lave : si un objet en métal entre en fusion à une certaine température, c'est à dire qu'il devient liquide, ça d'accord. Mais alors, lorsque la lave se refroidit, les différents morceaux qui se sont éparpillés dans la lave (puisque l'objet est devenu liquide), ils se solidifient sous l'effet de la baisse de température et redeviennent la matière originellement "dure" ?
Et autre question, un objet qui entre dans une géante gazeuse fond également puisque dans une géante gazeuse, aucune matière ne peut résister. Donc si par je ne sais quel moyen on parvenait à faire refroidir cette planète gazeuse, les matières originelles là aussi se reformeraient ?

Merci d'avance pour vos réponses
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[LPFR]

Bonjour.
La lave ne passe pas de liquide à solide comme la plupart de métaux et corps simples. La lave est vitreuse, (comme le verre de nos fenêtres) ou le bitume des routes. En refroidissant elle devient de plus en plus visqueuse mais, en principe, elle ne devient pas solide. Même si dans la réalité, elle devient aussi solide que le verre des fenêtres.
Toute la différence est entre les solides cristallins, comme les métaux, le soufre, le sucre ou le sel et les corps amorphes, comme la lave et les verres.
Au revoir.

[Floda200489]

D'accord et merci pour cette réponse

Mais alors concrètement, que se passe-t-il lorsqu'un objet est jeté dans de la lave, qu'il fond sous la très haute température et qu'après cela il refroidit ? Le matériau d'origine redevient ce qu'il était ?
Cette question me vient parce qu'on m'avait posé le même problème (stupide) avec les cendres : une fois qu'un objet est brûlé, même si la température diminue, les cendres ne reforment pas l'objet initial. Fonc je voulais savoir si avec la lave c'est pareil ou non

[LPFR]

Bonjour.
Un objet qui supporte la température de la lave sans changer de composition chimique ni se mélanger (c’est plus dur), restera tel quel et redeviendra (dans la plupart des cas) à son état d’origine. Sauf des cas particuliers comme du sel de cuisine qui deviendra un seul morceau de NaCl, ou un cristal de quartz ne recristallisera pas (il faut une lave très chaude pour qu’il fonde).
Les cendres ne sont pas du bois fondu. Si vous chauffez du bois, il se décomposera et il ne restera que du charbon de bois. S’il ne flotte pas à la surface de la lave, il restera tel quel. Si non, il brûlera à l’air et il ne restera que de la cendre, formé surtout par des oxydes.

Bref, que ce soit de la lave ou quoi que ce soit, le comportement dépend de la nature de l’objet.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[XK150]

Bonjour ,
La température maximum de la lave est de 1200 ° .
Si vous placez un petit morceau de métal de température de fusion inférieure dans la coulée , il va fondre .
Comme la coulée n'est pas immobile , le volume de métal fondu va se dissocier en gouttes plus ou moins fines ,
un peu comme une traînée d'huile dans l'eau .
La lave se refroidissant toujours rapidement , le métal se solidifie aussi sous sa nouvelle forme de gouttes plus ou moins dispersées .
Il y aura peut être quelques altérations en surface des gouttes , mais en aucun cas , le métal n'aura "disparu en cendres " .
Ce n'est que ma vision toute personnelle du phènomène .

[Floda200489]

Ah merci pour ces réponses

Mais alors quelle serait la température de fusion du bois ?
Voilà ce qui me bloque dans mes raisonnements, c'est que si nous mettons un objet dans le feu il brûle, il ne reste que des cendres. Donc comment pourrait-on faire disparaître un objet en métal ? Sans qu'il soit liquide, mais qu'il disparaisse totalement, comme un objet qui brûle dans du feu quoi ?

[Deedee81]

Salut,

Mais alors quelle serait la température de fusion du bois ?

Il ne fond pas, il brûle. S'il ne brûlait pas, la température de fusion serait typiquement de quelques centaines degrés.

Voilà ce qui me bloque dans mes raisonnements, c'est que si nous mettons un objet dans le feu il brûle, il ne reste que des cendres. Donc comment pourrait-on faire disparaître un objet en métal ? Sans qu'il soit liquide, mais qu'il disparaisse totalement, comme un objet qui brûle dans du feu quoi ?

Il ne disparaitra jamais. Le métal reste métal quoi qu'il arrive (sauf dans le feu nucléaire !). Mais il peut se lier à d'autres substances pour former des oxydes (la rouille), des sulfures,... Il peut donc devenir tout à fait méconnaissable. Il peut parfois aussi former des amalgames : par exemple lorsque l'or entre en contact avec le mercure, ils s'amalgament (ne jamais manipuler du mercure avec une bague en or, et ne jamais manipuler sans précaution d'ailleurs, le mercure est fort toxique pour l'homme et l'environnement).

A noter qu'une combustion ce n'est jamais que ça, une réaction chimique. Et le métal ça brule assez bien (sous forme de fils dans une atmosphère chaude et riche en oxygène, il flambe comme une torche, enfin, peut-être pas les métaux nobles, mais le fer par exemple. Certains comme le magnésium ou le sodium brûle encore plus facilement. Ils donnent alors des oxydes).

[LPFR]

Re.
Le bois ne fond pas.
Il se décompose et il ne reste que du charbon de bois. Lequel ne fond pas non plus.
À l’air, il brûle, et in le reste que des cendres.
En absence d’oxygène et à très haute température le charbon se sublime sans fondre (comme la carboglace).

Rien ne peut disparaître. On objet peut subir des transformations chimiques, se décomposer, s’évaporer, etc. Mais il ne disparaît pas.
Le plus proche de la disparition est de se transformer en énergie (E = mc²) mais seule une partie de la matière et formée par quelques isotopes particuliers, peut subir cette transformation (réacteurs nucléaires, bombes atomiques).
A+

[Floda200489]

Merci pour toutes vos réponses, je pense que j'ai tout ce qu'il me faut !

[Floda200489]

Bonjour ! J'ai une nouvelle question qui me paraît étrange, je sens que quelque chose m'échappe, donc je fais appel aux connaisseurs
Alors, on sait qu'à une certaine température, les matériaux soit se liquéfient, soit se transforment en gaz. Ou inversement s'ils sont dès le départ liquide ou gazeux. On sait aussi que la température de fusion varie selon les matériaux. Mais alors où est la limite ?
Parce que si l'on met un métal qui fond dans de la lave, et qu'après refroidissement, le métal reprend sa forme solide, et bien cela fonctionne-t-il sur chaque matériau ?
J'aurai tendance à dire non, puisque si l'on met dans de la lave, du bois, du papier, du plastique, on sait qu'on ne les retrouvera jamais. Donc le feu a-t-il son rôle dans ce processus ? Y a-t-il une limite ou plusieurs catégories de matériaux qui peuvent subir des transformations différentes ?

Merci d'avance pour vos réponses

[Deedee81]

Salut,

Oui, il y a différents types de transformations. C'est extrêmement complexe car ça dépend non seulement des conditions physiques et chimiques mais aussi de la nature des matériaux qui peut être extrêmement complexe (cristal, verre, fibres, polymères, massif, poudre, lamelles,....).

Certains matériaux comme la glace ou le métal subissent une transformation solide - liquide du premier ordre, assez classique. C'est-à-dire qu'il y a une discontinuité dans l'état du matériau, le solide coexistant avec le liquide. Mais certains matériaux subissent une transformation vitreuse (du seconde ordre ? A confirmer), le matériau ramolli progressivement. C'est le cas de beaucoup de plastiques.

Lorsqu'on solidifie le matériau liquéfié, il n'est pas du tout garantit que celui-ci revienne à son état initial. Les solides ont eux-mêmes plusieurs phases. Voir ci la glace par exemple : https://fr.wikipedia.org/wiki/Diagra...hase_glace.png
et le retour à l'état solide peut très bien se faire dans une autre phase cristalline, voir dans une phase vitreuse ou l'inverse. Par exemple, un métal qui est solidifié à très grande vitesse (par projection de faibles quantités sur une surface très froide) donne un état vitreux (verre métallique) alors que les métaux sont normalement dans diverses phases cristallines (à l'oeil nu ce n'est pas toujours flagrant mais c'est bien le cas).

Enfin, certaines substances contiennent des liaisons chimiques qui peuvent se rompre avant même le passage à l'état liquide. C'est le cas de certains plastiques (comme le plus ancien de tous : la bakélite) ou le bois ou de bien des substances chimiques. En présence d'oxygène (ou un autre oxydant) si on essaie de les fondre : ils brulent. Et sous vide ou en atmosphère inerte, ils se décomposent. Si la substance contient son propre oxydant, elle peut être être explosive.

La physique des matériaux, si on veut être exhaustif, c'est plusieurs gros tomes. Et même si on se limite aux métaux, la métallurgie, c'est complexe (j'ai eut un cours complet rien que là dessus à la fac). Rien que l'étude des cristaux c'est déjà quelque chose, c'est un cours important, et c'est seulement après qu'on passe aux cristaux réels (avec des défauts dont la présence modifie de tout au tout les propriétés physiques et chimiques. Par exemple, les propriétés des aciers est fortement déterminée par les inclusions de cémentites, un carbure de fer, qui s'il est trop abondant donne un métal cassant : la fonte).

[Floda200489]

Ah je comprends mieux maintenant, merci pour cette réponse !
Et alors existerait-il une liste de chaque transformation pour chaque élément ? Ceux qui brûlent et cryx qui fondent par exemple ? Ou alors c'est bien trop long et complexe ?

[Deedee81]

Ca pourrait exister mais ce serait forcément long.

- Il ne suffit pas de considérer les éléments mais aussi les molécules et leurs mélanges (les alliages, le bois, le plastique, etc... c'est pas juste un élément. En fait, c'est même rare des éléments solides pur)
- il faut aussi tenir compte de leur structure (selon les modes de cristallisation ou l'état vitreux, la présence d'inclusions, de défauts, etc... les résultats sont très différents)
- ça dépend des conditions (présence d'une atmosphère de type donné, éventuellement la pression aussi peut jouer)

[Floda200489]

Merci beaucoup pour ces réponses