La masse volumique

 

 

I.                   Quelques définitions

·         Volume : Le volume d’un corps est l’espace occupé par ce corps.

·         Masse   : La masse d’un corps dépend de la quantité de matière qui constitue ce corps.

·      Poids     : Force d’attraction universelle qui existe en 2 corps massifs. (étoiles, planètes,…)

 

 

Masse

Volume

Poids

Unités

kg

m³

N

Instrument de mesure

Balance (à plateaux)

(cylindre gradué)

Dynamomètre

Varie ? (en fonction de …)

non

Légèrement(t°)

Oui (-altitude, latitude, corps massif)

II.               Relation entre la masse et le volume

Expérience : déterminons le rapport entre la masse et le volume occupé par des substances différentes

 http://www.spc.ac-aix-marseille.fr/phy_chi/Menu/Activites_pedagogiques/cap_exp/animations/masse_volume.swf

·         La masse et le volume d’une substance homogène sont des grandeurs proportionnelles.

·         Le coefficient de proportionnalité est noté ρ  (rho)

III.            Définition de la masse volumique

La masse volumique est le rapport entre la masse et le volume d’un corps.

III.1.  Formule 

 ρ = m/V

III.2. Unités

La masse volumique a pour unité : ρ en [ ]

Cette unité est parfois peu commode à l’échelle du laboratoire, c’est pourquoi il existe une unité secondaire dérivée du système international.

La masse volumique peut aussi être exprimée en [  ]

III.2. 1. Conversion et rappel des abaques

Préfixes et unités

Préfixes >>>>>>>

 

Grandeurs

kilo - k            x 1 000 (10³)

hecto - h       x 100 (10²)

déca - da       x 10            

 

déci - d          : 10

centi - c         : 100 (10-²)

milli -  m         : 1 000 (10-³)

Longueur

L,l,h,x,y

km

hm

dam

m

1 mètre

dm

cm

mm

Masse

M

kg

1 kilogramme

hg

dag

g

dg

cg

mg

Intensité de force (poids)

F et G (poids)

kN

hN

daN

N

1 Newton

dN

cN

mN

Pression

P

kPa

hPa

daPa

Pa

1 Pascal

dPa

cPa

mPa

 Autres préfixes : M (méga x 1 000 000 ) / G (giga x 1 000 000 000 ) / T (téra x 1 000 000 000 000 )

μ  (micro : 1 000 000 ) / n (nano : 1 000 000 000 ) / p (pico : 1 000 000 000 000 )

 

Rappel : 1 tonne (1 t) = 1 000 kg

 

Unités de volume (V)

Unité principale de volume : 1 m3

Rappel :               1 dm3 = 1 litre

                               1 m3 = 1 000 dm3 = 1 000 000 cm3 = 1 000 000 000 mm3

 

Dans les colonnes : c pour chiffre des centaines – d pour chiffre des dizaines – u pour chiffre des unités

km3

hm3

dam3

m3

dm3

cm3

mm3

c

d

u

c

d

u

c

d

u

c

d      

u

c

d

u

c

d

u

c

d

u

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

kl

hl

dal

l

dl

cl

ml

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Donc :   1 m3 = 1 kl = 1 000 litre

                1 cm3 = 1 ml = 0, 001 litre

 

III.2. 2. Lien entre masse volumique en kg/m³ et masse volumique en g/cm³

 

 ρ exprimé en [  ]  = 1000 x  ρ exprimé en [  ]

III.3. Remarques

Sous l’effet d’une augmentation de t°, une substance se dilate, mais sa masse reste constante au cours de cette dilatation.

Si le volume augmente, la masse volumique diminue.

C’est pourquoi pour des mesures précises, il faut tenir compte de la température du corps dont on détermine ρ.

 

Exemple

Eau à 4°C    : ρ = 1000 kg/m³

Eau  à 20°C : ρ = 998 kg/m³

 

Eau à 60°C : ρ = 983 kg/m³

 

http://www.arvernes.com/wiki/images/thumb/b/b9/Panneau_attention.svg/600px-Panneau_attention.svg.png  La valeur de la masse volumique de l’eau à 4°C (1000 kg/m³) est à retenir par cœur, elle a servit à élaborer la définition historique de la masse.