L'eau peut passer d'un état physique à un autre lorsqu'elle gagne ou perd de la chaleur. Ces transformations sont appelées les changements d'état. Elles jouent un rôle essentiel dans le cycle de l'eau et dans de nombreux phénomènes naturels.

Lors d'un changement d'état, la nature de l'eau ne change pas : seule son apparence physique est modifiée. Elle reste toujours de l'eau, qu'elle soit solide, liquide ou gazeuse.

• La fusion est le passage de la glace à l'eau liquide.
• La solidification est le passage de l'eau liquide à la glace.
• La vaporisation est le passage de l'eau liquide à la vapeur d'eau. Elle peut se produire par évaporation ou par ébullition.
• La condensation (ou liquéfaction) est le passage de la vapeur d'eau à l'état liquide.
• La sublimation est le passage direct de la glace à la vapeur d'eau, sans passer par l'état liquide. Le phénomène inverse est appelé condensation solide.

Exemple : après une pluie, les flaques disparaissent progressivement par évaporation. Lorsque la vapeur d'eau se refroidit dans l'atmosphère, elle se condense en fines gouttelettes qui forment les nuages.

Ces changements d'état nécessitent des échanges de chaleur. La fusion et la vaporisation absorbent de la chaleur, tandis que la solidification et la condensation en libèrent.

Les changements d'état de l'eau sont utilisés dans les réfrigérateurs, les climatiseurs, les centrales électriques, la conservation des aliments et de nombreux procédés industriels.