Cours pour la 4ème sur “La masse volumique”
Chapitre 6 – La masse volumique
- MODULE 1 – La constitution de la matière
- THEME 1 : Organisation et transformations de la matière
I- Notions de masse, volume et masse volumique
A/ La masse
- La masse d’un corps m est une grandeur physique qui représente la quantité de matière qui le compose.
- L’unité légale de la masse est le kilogramme, symbole kg.
B/ Le volume
- Le volume V d’un corps est la grandeur physique qui indique l’espace qu’il occupe.
- L’unité légale du volume est le mètre cube, symbole m3.
C/ La masse volumique
Activité de découverte : Notion de masse volumique
- La masse volumique ρ (rhô) d’un matériau est la masse de ce matériau par unité de volume.
- L’unité légale de la masse volumique est le kilogramme par mètre cube, symbole kg/m3. On peut utiliser d’autres unités comme le g/L; le kg/L ou le g/cm3.
- Un solide immergé dans un liquide flotte si sa masse volumique est inférieure à celle du liquide, sinon il coule. De la même manière, lorsque deux liquides non miscibles se superposent dans un récipient, celui de masse volumique la plus grande est au-dessous.
Exemple : Flaque d’huile sur l’eau
La masse volumique de l’huile est inférieure à celle de l’eau donc elle flotte sur l’eau.
- La masse volumique d’un corps solide ou liquide dépend de sa température.
- Elle est déterminée par la formule suivante :
Remarque : Très souvent, on ne donne pas la masse volumique d’un corps mais sa densité. Pour les liquides ou les solides, la densité d est le rapport de la masse volumique du corps par rapport à la masse volumique de référence qui est celle de l’eau. Cependant, la masse volumique de l’eau est de 1 kg/L (ou 1000 kg/m3) donc connaître la densité c’est connaître la masse volumique du corps. La densité et une grandeur sans unité.
II- Utilisation de la masse volumique
Démarche d’investigation : Quel est ce métal ?
- Grâce à la relation de la masse volumique, on peut calculer la masse ou le volume d’un corps connaissant au moins deux des trois grandeurs.
Exemple : Quelle est la masse en gramme de 10 mL d’aluminium de masse volumique égale à 2700 kg/m3 ?
ρ =m/V => m = ρ x V ρ =2700 kg/m3 = 2,7 kg/L = 2,7 g/mL AN : m = 2,7 x 10 = 27 g
- On peut également différencier deux espèces chimiques semblables à l’œil nu en déterminant leur masse volumique afin de les comparer aux masses volumiques connues.
III- Masse volumique d’un gaz
Activité documentaire : Le ballon d’hélium
- La masse volumique de l’air et de 1,2 g/L ou 1,2 kg/m3 dans les conditions habituelles de températures (20°C) et de pression (1013 hPa).
- A pression constante, la masse volumique d’un gaz diminue lorsque la température de ce gaz augmente.
- A température constante, la masse volumique d’un gaz diminue lorsque la pression de ce gaz diminue.
Dans ce chapitre 6 consacré à la masse volumique, vous trouverez également :
- Feuille d’exercices
- Activité documentaire : Le ballon d’hélium
- Activité de découverte : Notion de masse volumique
- Démarche investigation : Quel est ce métal ?
