Masse volumique
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La mesure et ses unités
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La masse volumique est le rapport entre la masse et le volume d'un objet. On note:
L'aluminium a une masse de 2,7 g et un volume de 1cm3
L'aluminium a une masse volumique de 2,7 g / 1cm3 = 2,7 g/cm3
Le cuivre a une masse de ....... g et un volume de 1cm3
Le cuivre a une masse volumique de ....... g / 1cm3 = ......... g/cm3
Le laiton .......
Définitions
masse volumique = masse / volume
Expérience 1
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Nous mesurons la masse volumique de 3 cubes de métaux différents.
aluminium
cuivre
laiton
Expérience 2
Le marbre a une masse de 658 g et un volume de ............ cm3
Le marbre a une masse volumique de ...... g / ........cm3 = .......... g/cm3
Nous mesurons la masse volumique d'un cube de marbre.
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Le granite a une masse de ...... g et un volume de ............cm3
Le granite a une masse volumique de ...... g / ........cm3 = .......... g/cm3
L'anode a une masse de ...... g et un volume de ............cm3
L'anode a une masse volumique de ...... g / ........cm3 = .......... g/cm3
L'anode est en .........
Le taille-crayon a une masse de ...... g et un volume de ............cm3
Le taille-crayon a une masse volumique de ...... g / ........cm3 = .......... g/cm3
Le taille-crayon est en .........
Expérience 3
Expérience 4
Nous mesurons la masse volumique d'un morceau de granite.
Expérience 5
Nous mesurons la masse volumique d'un taille-crayon pour savoir de quel métal il est constitué.
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Rappel : 1 litre = 1 dm3 = 1000 cm3
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Nous mesurons la masse volumique d'une anode de bateau pour savoir de quel métal elle est constituée. On hésite entre le magnésium, l'aluminium et le zinc.
Expérience 6
Expérience 7
Notre échantillon n’a pas la forme d’un cube. On ne peut pas calculer son volume.
On peut par contre le mesurer. Comment ?
Le taille-crayon est fait de plusieurs métaux. Il faut dévisser et enlever les lames d’acier afin de garder uniquement le corps constitué d’un métal très léger.
Nous mesurons la masse et le volume d’un corps pur inconnu. Sa masse volumique pourrait nous aider à le reconnaître.
La masse d’un corps correspond à la quantité de matière qu’il contient. On la mesure au moyen d’une balance.
Le volume d’un corps correspond à l’espace occupé par un corps. On peut le calculer à partir de la mesure de ses différentes dimensions (longueur, largeur, hauteur, profondeur) avec une règle graduée. On exprime le volume dans diverses unités : mètre cube [m3], décimètre cube [dm3], centimètre cube [cm3], millimètre cube [mm3].
Volume d’un cube de 1 dm de côté : V = 1 dm . 1 dm . 1 dm = 1 dm3
Combien ce cube contient-il
de cubes d’un cm de côté?
10 cm . 10 cm . 10 cm = 1000 cm3
Il faut retenir les unités [kg / dm3] = [g / cm3] = [kg / L] = [g / L]
Il suffit de mettre une quantité connue d'eau dans un récipient gradué et d'y plonger l'objet à mesurer.
Le niveau d'eau monte. Le volume de l'eau déplacée est égal au volume de l'objet.
la masse
•
1 tonne = 1000 kg
1 kilogramme = 1000 g
le volume
On exprime la masse dans diverses unités : gramme [g], kilogramme [kg], tonne,…
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1 litre d'eau = 1 L = 1000 mL = 1000 cm3 ( = volume de 1 kg d’eau ! )
Cas spécial de l’eau :
Comment trouver le volume d'un objet aux formes compliquées comme une roche ou un cristal ?
un cristal :
volume compliqué
récipient gradué
volume d'eau
connu
le cristal est immergé: le niveau d’eau monte
volume de l'eau déplacée
L’étude de la géométrie permet de calculer le volume (V) de certains objets simples à partir de quelques grandeurs comme le côté (c), la longueur (L), la largeur (l), le rayon (r) ou la hauteur (h).
On peut aussi mesurer directement le volume d’un liquide avec un récipient gradué. on utilise encore d’autres unités le litre [L] et ses unités dérivées comme le millilitre [mL].
Il faut retenir que :
1 litre = 1 décimètre cube
1 [L] = 1 [dm3] = 1000 [cm3]
1 [mL] = 1 [cm3]
becher 1000 mL
seringue 5 mL
tube gradué 100 mL
Double décilitre
Mesure d’un volume d’huile
(France 1845)
la masse volumique
Expérience 8