Voyons en détail la différence entre gaz et fumée. La fumée a l'apparence d'un gaz. On pourrait penser qu'elle est un type de gaz, au même titre que les gaz qui composent l'air*, si ce n'est qu'elle est visible. Pourtant la fumée n'est pas de la matière à l'état gazeux.
Le gaz est un état de la matière, au même titre que l'état liquide et l'état solide. Le mot "gaz" sert à désigner des particules à l'état gazeux, tandis que le mot "fumée" désigne des particules à l'état solide, en suspension dans l'air et mélangées aux gaz de combustion et vapeurs chaudes.
Fumée et gaz désignent deux réalités différentes et on ne peut parler de fumée pour désigner un état de la matière (liquide, solide ou gaz). La fumée a l'apparence d'un gaz, mais c'est un nuage de micro-particules solides.
Les particules d'un gaz (par exemple l'air ambiant) passerait aisément à travers un filtre, tandis que les particules de fumée, beaucoup plus grandes, seraient retenues par ce même filtre (le filtre deviendrait noir).
La fumée contient des particules solides plus grandes que les particules qui constituent un gaz. Aérosol est un synonyme de fumée. L’œil humain perçoit la fumée, ce qui n'est pas toujours le cas pour les gaz.
On peut aussi dire que la fumée est un mélange de particules solides, suspendues dans un l'air. Ces particules ne se répandent pas de manière homogène dans l'atmosphère; elles retomberont au sol en raison de leur densité, supérieur à celle de l'air.
La fumée des pots d'échappement, des usines, d'une cigarette ou encore d'un feu de cheminée est un mélange de cendres, de suie, de gaz et de vapeurs chaudes. Elle est généralement toxique et odorante. Tous les gaz ne sont pas toxiques et la plupart sont inodores, incolores et sans saveurs.
Les fumigènes sont des dispositifs permettant de créer de la fumée artificiellement. La fumée qui s'en échappe contient :
- un oxydant : chlorate de potassium, nitrate de potassium
- un carburant : lactose, sucre, cellulose...
- D'autres composants éventuels : zinc, titane, chlorure, phosphore
- Des colorants éventuels
Les fumigènes sont utilisés dans différents contextes :
- usage militaire : cacher sa position et sa progression à l'ennemi; appel de détresse
- usage domestique : élimination d'insectes
- feux de détresse
- utilisation dans les stades : les supporteurs introduisent souvent des fumigènes lors des matchs, ce qui est interdit
Une expérience pratique pour mieux comprendre : brûlons un morceau de coton dans une fiole. Fumées et gaz passent par un deuxième morceau de coton (voir shéma) puis à travers l'eau de chaux.
Que se passe-t-il ? Le second coton devient noir. L'eau de chaux entre en ébullition et devient trouble.
Pourquoi cette réaction ? La fumée provoquée par la combustion du 1er coton s'est déposé sur le 2e coton, tandis que l'eau de chaux se trouble à cause du dioxyde de carbone (gaz) dégagé par la combustion.
La combustion dégage donc un gaz (dioxyde de carbone) et une fumée (particules solides qui forment le dépôt noir sur le coton 2).
Les principaux gaz qu'on trouve dans l'atmosphère sont :
- Azote (N2) : 78% de l'air sec
- Oxygène (O2) : 21%
- Argon (A), Dioxyde de carbone (CO2), Néon (Ne), Hélium (He)... 1% de l'atmosphère terrestre
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- Le brouillard est un ensemble de minusules particules à l'état liquide