Physique-Chimie5eOrganisation et transformations de la matiereFiche de cours
Conservation de la masse lors des changements d'état
La matière change de forme, jamais de quantité : un principe fondamental de la physique.
1 L'idée
Un changement d'état modifie la forme physique d'un corps pur (solide, liquide ou gaz), mais les molécules qui le composent ne disparaissent pas et n'apparaissent pas : leur nombre reste identique.
Conséquence directe : dans un système fermé (rien n'entre, rien ne sort), la masse totale ne change pas lors d'un changement d'état. C'est la loi de conservation de la masse.
2 La loi à retenir
Conservation de la masse
\(m_\text{avant} = m_\text{après}\)
Le volume, lui, peut changer
\(V_\text{avant} \neq V_\text{après} \text{ (en général)}\)
3 Exemples concrets
Fusion : glace → eau liquide
On place $200$ g de glaçons dans un récipient hermétiquement fermé.
Après fusion complète, on pèse le récipient : $m_\text{eau liquide} = 200$ g.
La masse est conservée, mais le volume a légèrement diminué (la glace est moins dense que l'eau).
Vaporisation dans un récipient fermé
On chauffe $300$ g d'eau dans une bouteille hermétique.
Une partie se transforme en vapeur, mais la vapeur reste emprisonnée dans la bouteille.
Masse totale (eau liquide + vapeur) $= 300$ g : toujours conservée.
Méthode — résoudre un exercice de conservation de masse
- Identifier ce que l'on pèse avant et après le changement d'état.
- Vérifier si le système est fermé (rien ne sort) ou ouvert (la vapeur peut s'échapper).
- Si fermé : appliquer directement $m_\text{avant} = m_\text{après}$.
- Si ouvert : la masse mesurée dans le récipient peut diminuer, car une partie de la matière s'est échappée dans l'air.
Erreurs fréquentes
- Confondre masse et volume : le volume change souvent lors d'un changement d'état (la glace prend plus de place que l'eau), mais la masse, elle, reste identique.
- Croire que la glace est plus lourde que l'eau liquide : $200$ g de glace donnent exactement $200$ g d'eau — c'est le volume qui varie, pas la masse.
- Oublier la condition système fermé : si le récipient est ouvert, la vapeur s'échappe et la masse du liquide restant diminue.