Mesurer le volume d'un liquide
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Quelle est la méthode la plus adaptée pour mesurer le volume d'un liquide et quelles unités utiliser pour l'exprimer ?
Pour des formes simples, il est possible de calculer le volume d'un objet.
Exemples :
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Cube de côté a. |
Parallélépipède de longueur L, largeur l et hauteur h. |
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| Volume du cube : V = a × a × a | Volume du parallélépipède rectangle : V = L × l × h |
Pour des formes plus compliquées, le calcul devient difficile, le volume doit donc être mesuré.
Ces différentes unités ont des équivalences entre elles :
Ces équivalences peuvent être retrouvées par un tableau de conversion également utilisé pour convertir un volume d'une unité à une autre :
| km3 | hm3 | dam3 | m3 | dm3 | cm3 | mm3 | ||||||||||||||
Exemples :
– Convertir 24 m3 en cm3.
| km3 | hm3 | dam3 | m3 | dm3 | cm3 | mm3 | ||||||||||||||
| 2 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |||||||||||||
Donc 24 m3 = 24 000 000 cm3.
– Convertir 56 mm3 en cm3.
| km3 | hm3 | dam3 | m3 | dm3 | cm3 | mm3 | ||||||||||||||
| 0 , | 0 | 5 | 6 | |||||||||||||||||
Donc 56 mm3 = 0,056 cm3.
Il est fréquent dans le cas des liquides d'utiliser d'autres unités : le litre (symbole : L), ses multiples : daL, hL, kL, ou ses sous-multiples : dL, cL, mL.
Ces relations peuvent être retrouvées par le tableau de conversion suivant :
| kL | hL | daL | L | dL | cL | mL |
Exemple :
Convertir 25,6 L en cL.
|
kL |
hL | daL | L | dL | cL | mL |
| 2 | 5 | 6 | 0 |
Donc 25,6 L = 2560 cL.
Il existe des équivalences entre la famille des L et celle des m3 :
Exemple :
Convertir 27 dm3 en cL.
D'abord, on utilise l'équivalence 1 dm3 = 1 L, donc 27 dm3 = 27 L. Ensuite, on convertit en cL à l'aide du tableau, soit 27 L = 2 700 cL, donc 27 dm3 = 2 700 cL.
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Pour mesurer le volume d'un liquide, il suffit
d'utiliser un récipient
gradué ou jaugé. Un bécher ou un erlenmeyer peuvent comporter des graduations, mais celles-ci sont peu nombreuses et assez imprécises : ils ne peuvent donc être utilisés que pour avoir une valeur approximative du volume d’un liquide. Une fiole jaugée procure une excellente précision, mais elle ne permet de mesurer qu'un seul volume (ce volume est indiqué sur chaque fiole jaugée). Il est préférable d'utiliser une éprouvette graduée. |
|
Chaque graduation ne comporte pas systématiquement une indication de volume (elles sont en général donnée tous les 10 mL ou 20 mL).
Pour connaître l'indication correspondant à chaque graduation, il faut dans un premier temps déterminer le volume correspondant à une division (une division est l'espace qui sépare deux graduations successives).
Exemples :
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|
| éprouvette a | éprouvette b |
Doc. 4. Principe d'une éprouvette.
– Éprouvette aLes graduations 120 mL et 130 mL sont séparées par 10 divisions qui correspondent donc à 30 – 20 = 10 mL, alors 1 division correspond à 10 : 10 = 1 mL.
Pour cette éprouvette graduée, une division correspond à 1 mL.
– Éprouvette b
Les graduations 70 mL et 80 mL sont séparées par 5 divisions qui correspondent donc à 80 - 70 = 10 mL, alors 1 division correspond à 10 : 5 = 2 divisions. donc une division correspond à 2 mL.
Pour cette éprouvette, une division correspond à 2 mL.
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| Doc. 5. Lecture du volume. |
• Seconde étape :
L'éprouvette graduée étant posée sur un support horizontal, il faut repérer la graduation qui indique le volume du liquide. On observe la surface libre du liquide dans l’éprouvette et on remarque qu’elle n’est pas plane : elle a une forme incurvée appelée ménisque.
Pour mesurer le volume du liquide dans l’éprouvette graduée, il faut déterminer la graduation située au niveau de la surface inférieure du ménisque. Pour déterminer correctement cette graduation, il faut prendre la précaution de placer son œil au même niveau que la surface inférieure du ménisque (doc.5).
Remarque : Plus le diamètre de l’éprouvette ou du récipient est large, moins les effets de bords sont visibles et plus la surface libre du liquide devient plane.
La graduation correspondant au volume est celle au même niveau que la surface du liquide.
• Le mètre cube (symbole : m3) ainsi que ses multiples et sous-multiples sont des unités de volume.
Tableau de conversion pour la famille du m3 :
| km3 | hm3 | dam3 | m3 | dm3 | cm3 | mm3 | ||||||||||||||
• Le litre (symbole : L) ainsi que ses multiples et sous-multiples sont des unités de volume.
Tableau de conversion pour la famille du L :
| kL | hL | daL | L | dL | cL | mL |
• Équivalences à retenir :
• Pour mesurer le volume d'un liquide, on peut utiliser n'importe quel récipient comportant des graduations ou un trait de jauge (bêcher, erlenmeyer, fiole jaugée), mais le mieux adapté est l'éprouvette graduée.
Dans une éprouvette graduée, la surface libre du liquide prend la forme d'un ménisque.
Pour mesurer le volume d'un liquide avec une éprouvette graduée, il faut :
– déterminer le volume d'une division ;
– repérer la graduation qui est au même au niveau que la surface inférieure du ménisque : elle indique le volume du liquide.
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