Déterminer une masse volumique expérimentalement- Collège- Physique Chimie
- Fiche de cours
- Quiz et exercices
- Vidéos et podcasts
Déterminer une masse volumique d'un liquide ou d'un solide.
Niveau préconisé : 4e
- La masse volumique d'un solide ou d'un liquide peut être déterminée avec une balance et une éprouvette graduée.
- La masse volumique de l'eau liquide pure est
égale à 1 kg/L ou 1 g/mL
(car
).
- La masse volumique d'un corps (solide, liquide ou gazeux) se calcule grâce à la masse et le volume selon la relation :
.
- avec :
- m la masse du corps, en kilogrammes (kg) dans le système international, ou en grammes (g) ;
- V le volume occupé par ce corps, en mètres cubes (m3) dans le système international, ou en litres (L) ;
- ρ la masse volumique d'une espèce chimique, en kilogrammes par mètre cube (kg/m3) dans le système international, ou en grammes par litre (g/L).
Autrement dit, la masse volumique d'un corps pur est égale au rapport de la masse de ce corps par le volume occupé par cette substance.
On a donc une relation de proportionnalité entre m et V :
avec, dans le système international :
- m la masse du corps, en kilogrammes (kg) ;
- V le volume occupé par ce corps (solide, liquide ou gazeux), en mètres cubes (m3) ;
- ρ la masse volumique de ce corps, en kilogrammes par mètre cube (kg/m3).
Pour connaitre la masse volumique d'un corps, il faut pouvoir le peser et mesurer son volume.
La masse se mesure avec une balance et le volume peut se mesurer avec une éprouvette.
Dans le cas où le corps est solide, une balance permet facilement de trouver sa masse.
Il faut bien exprimer la masse en kilogrammes si on souhaite avoir une masse volumique en kg/m3.
Pour cela :
- On verse un volume dans une éprouvette graduée.
- Le corps est plongé dans l'éprouvette inclinée en le faisant glisser le long de la paroi (pour éviter les éclaboussures).
- Il suffit ensuite de lire le nouveau volume sur l'éprouvette graduée.
- La différence avec le volume initial donne le volume du corps.
Il faut bien exprimer le volume en m3 si on souhaite avoir une masse volumique en kg/m3).
On verse un volume V1 de 100 mL dans l'éprouvette graduée.
Après avoir plongé le corps dont on veut connaitre le volume, on lit : V2 = 125 mL.
On calcule : V2 – V1 = 125 – 100 = 25 mL.
Le solide étudié a donc un volume égal à 25 mL.
On convertit en m3 : V = 25 mL = 25 cm3 = 25 × 10–6 m3, car 1 mL = 1 cm3 = 10–6 m3.
Montage pour mesurer
le volume d'un solide
Le calcul de la masse volumique est alors
réalisé tel que : 
,
avec :
- ρ la masse volumique du corps ;
- m la masse du corps mesurée avec la balance ;
- V le volume du corps mesuré par son immersion dans un liquide (égal à V2 – V1).
.
Soit une substance qui a une masse égale à 3,93 kg et un volume égal à 0,5 dm3, donc égal à 0,5 L après conversion. La formule de la masse volumique est :
.On se réfère au tableau ci-dessous qui relie espèce chimique et masse volumique :
| Métal | Or | Argent | Cuivre | Plomb | Aluminium | Fer | Zinc |
| Masse volumique (kg/L) | 19,3 | 10,5 | 8,9 | 11,3 | 2,7 | 7,9 | 7,1 |
Dans le cas où le corps étudié est liquide, la masse et le volume peuvent être facilement trouvés à l'aide d'une balance et d'une éprouvette.
Le mode opératoire est le suivant :
- Déposer une éprouvette sur une balance.
- Tarer la balance à 0.
-
- Remplir l'éprouvette d'un volume quelconque de liquide.
- Lire la masse donnée par la balance.
- Lire le volume en respectant la place de l’œil pour éviter les erreurs.
- Calculer la masse volumique du liquide
étudié en sachant
que :
.
Montage pour calculer la
masse volumique d'un liquide
On a placé l'éprouvette graduée sur la balance et effectué une tare. Après avoir rempli l'éprouvette d'un volume quelconque d'eau distillée, on lit sur la balance m = 145,6 g = 0,1456 kg.
On lit sur l'éprouvette V = 145 mL = 0,145 L.
On calcule la masse volumique en appliquant la formule :
.La masse volumique de l'eau pure est égale à 1 kg/L.
La valeur de la masse volumique de l'eau est à retenir en considérant qu'elle a été mesurée dans des conditions de température et de pression « normales » (c'est-à-dire à 22 °C et à la pression atmosphérique).
La détermination de la masse volumique d'un mélange gazeux est un peu plus compliquée. En effet, un gaz est généralement invisible. Il a cependant une masse tout en occupant un certain volume.
La masse de 1 L d'air (mélange de dioxygène, de diazote et d'autres gaz) est de l'ordre de 1,2 g.
On a ainsi : ρ(air) = 1,2 g/L.
Évalue ce cours !
Des quiz et exercices pour mieux assimiler sa leçon
La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des quiz et exercices en accompagnement de chaque fiche de cours. Les exercices permettent de vérifier si la leçon est bien comprise ou s’il reste encore des notions à revoir.
Des exercices variés pour ne pas s’ennuyer
Les exercices se déclinent sous toutes leurs formes sur myMaxicours ! Selon la matière et la classe étudiées, retrouvez des dictées, des mots à relier ou encore des phrases à compléter, mais aussi des textes à trous et bien d’autres formats !
Dans les classes de primaire, l’accent est mis sur des exercices illustrés très ludiques pour motiver les plus jeunes.
Des quiz pour une évaluation en direct
Les quiz et exercices permettent d’avoir un retour immédiat sur la bonne compréhension du cours. Une fois toutes les réponses communiquées, le résultat s’affiche à l’écran et permet à l’élève de se situer immédiatement.
myMaxicours offre des solutions efficaces de révision grâce aux fiches de cours et aux exercices associés. L’élève se rassure pour le prochain examen en testant ses connaissances au préalable.
Des vidéos et des podcasts pour apprendre différemment
Certains élèves ont une mémoire visuelle quand d’autres ont plutôt une mémoire auditive. myMaxicours s’adapte à tous les enfants et adolescents pour leur proposer un apprentissage serein et efficace.
Découvrez de nombreuses vidéos et podcasts en complément des fiches de cours et des exercices pour une année scolaire au top !
Des podcasts pour les révisions
La plateforme de soutien scolaire en ligne myMaxicours propose des podcasts de révision pour toutes les classes à examen : troisième, première et terminale.
Les ados peuvent écouter les différents cours afin de mieux les mémoriser en préparation de leurs examens. Des fiches de cours de différentes matières sont disponibles en podcasts ainsi qu’une préparation au grand oral avec de nombreux conseils pratiques.
Des vidéos de cours pour comprendre en image
Des vidéos de cours illustrent les notions principales à retenir et complètent les fiches de cours. De quoi réviser sa prochaine évaluation ou son prochain examen en toute confiance !
Fiches de cours les plus recherchées
Physique Chimie
La masse volumique pour différencier des corps
Physique Chimie
Mise en évidence de différentes espèces chimiques
Physique Chimie
Transformation physique et transformation chimique
Physique Chimie
La réaction chimique du fer avec l'acide chlorhydrique
Physique Chimie
Les réactions entre solutions acides et basiques
Physique Chimie
La pollution et les pluies acides
Physique Chimie
Les dangers de l'électricité- Collège- Physique Chimie
Physique Chimie
Se protéger des risques électriques- Collège- Physique Chimie
Physique Chimie
Les risques auditifs
Physique Chimie
Compteur d'énergie électrique et facture
Fermer
Accédez gratuitement à
