La masse volumique1

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Traduction

[[Modèle:La masse volumique]] (Français) / the density (Anglais) / الكتلة الحجمية (Arabe)

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Traductions

Définition

Domaine, Discipline, Thématique

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Physique / Mécanique / SVT /

Justification

Définition écrite

• La masse volumique est une grandeur physique qui se définit par la masse par unité de volume.

Dans le système international d'unités, son unité de mesure est le kilogramme par mètre cube ( kg/m3).

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1. Situation-problème Afin de mettre de l’ordre dans un abri de jardin, Lotfi et Loujain doivent déplacer des panneaux. Ceux-ci ont tous les mêmes dimensions. Ils transportent le premier avec facilité, puis éprouvent davantage de difficultés pour porter le second. Le déplacement des deux derniers panneaux se fait ensuite aussi aisément que le premier. Émets des hypothèses pour expliquer les difficultés rencontrées pour le transport du second panneau. Qui est plus lourd ? Tu entends parfois dire des phrases comme «Le fer est plus lourd que la laine». D’où vient cette apparente contradiction ? Flotte ou coule ? Un morceau de bois flotte sur l’eau et coule dans l’alcool à brûler (en bleu). Comment peux-tu expliquer cette observation surprenante ? 2. Expériences de mise en évidence Expérience 1: Comparaison des masses de deux corps a) Deux objets formés de matériaux différents, mais de même volume sont placés l’un après l’autre sur une balance. Comparaison des masses de 2 corps de mêmes volumes Expérience 2: Comparaison des volumes de deux corps b) On compare le volume de deux objets formés de matériaux différents qui ont la même masse. Comparaison des volumes de deux objets de mêmes masses. Observations a) Les deux corps de même volume ont des masses différentes. b) Les deux corps de même masse ont des volumes différents. Conclusion La masse et le volume seuls ne permettent pas de caractériser un corps. 3. Définition de la masse volumique La masse volumique est une grandeur physique qui se définit par la masse par unité de volume. Elle est généralement notée ρ (rhô). Elle est définie par ρ=m/v . L'unité de ρ dépend des unités choisies pour la masse m et le volume V : m en kilogramme et V en litre : ρ en kg/L ; m en gramme et V en millilitre : ρ en g/mL. On peut également écrire, à l'aide d'un produit en croix, l'expression de la masse : m = ρ × V. Le volume d’une substance correspond donc au rapport de sa masse par sa masse volumique à condition, comme toujours, de bien respecter la cohérence des unités. Exemple: un récipient contient 200 g d’éthanol de masse volumique ρ= 789 g/L V = m / ρ Mesure de la masse volumique d'un matériau Pour un liquide : on mesure la masse d'un certain volume de liquide. Pour cela, on place sur une balance une éprouvette graduée contenant le liquide. Grâce à la balance, on mesure la masse m (penser à tarer la balance). Grâce à l'éprouvette graduée, on mesure le volume V. On en déduit la masse volumique ρ par le calcul. Pour un solide : on détermine le volume V du solide, puis on mesure sa masse m à l'aide d'une balance. Utilité Tous les matériaux ont des masses volumiques différentes, ce qui permet de les caractériser et de les différencier.

La masse volumique1 - Historique (+)

Définition graphique

• Images: Détermination de la masse et du volume
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  Détermination de la masse du solide

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  Détermination du Volume du liquide

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  La variation du volume du liquide

Vidéo 1: La masse volumique (physique-chimie)

Vidéo 2: La masse volumique d'un solide

Vidéo 3: Convertir une masse volumique

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Concepts ou notions associés

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La masse / Le volume /

La masse volumique1 - Glossaire / (+)

Exemples, applications, utilisations

1. Volume et forme Le volume d’un objet n’est pas lié à la forme du corps. Des objets de différentes formes peuvent avoir le même volume. Exemple : Avec un même morceau de pâte à modeler tu peux réaliser différentes formes , mais le volume reste inchangé. 2. Différentes techniques de mesure pour la masse volumique Aréomètre L'aréomètre est un corps en verre qui est plongé dans l'échantillon. Après un court moment d'équilibrage, il se stabilise à un certain niveau (lorsque la masse de l'aréomètre est égale à l'effet de poussée d'Archimède). Plus la masse volumique de l'échantillon est élevée, moins les aréomètres s'enfonceront. Le niveau d'équilibrage indique la masse volumique sur l'échelle étalonnée. Applications principales : Contrôle rapide d'une valeur de masse volumique approximative, principalement pour le contrôle des processus Pycnomètre Un pycnomètre est un bécher en verre d'un volume défini. Il est pesé sans échantillon (M1), puis rempli avec l'échantillon et pesé à nouveau (M2). La différence entre M1 et M2 (=masse de l'échantillon) divisée par le volume du bécher correspond à la masse volumique de l'échantillon. Kit de détermination de masse volumique Le kit de détermination de masse volumique est utilisé avec une balance. Un corps en verre de volume défini est pesé dans l'air (M1), plongé dans l'échantillon et à nouveau pesé dans l'échantillon (M2). La différence entre M1 et M2 (poussée) divisée par le volume du corps en verre correspond à la masse volumique de l'échantillon. Densimètre numérique Un tube de verre creux vibre à une certaine fréquence. Cette fréquence varie lorsque le tube est rempli avec l'échantillon : plus la masse de l'échantillon est élevée, plus la fréquence est élevée. La fréquence est mesurée, puis convertie en masse volumique. (+)

Erreurs ou confusions éventuelles

• Confusion entre Masse volumique et Densité
• Confusion entre Le Poids et La Masse
• Erreur fréquente: Le fer est toujours plus lourd que la laine

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Questions possibles

• Si le pétrole flotte sur l’eau, c’est parce que: ... ?
• Parmi les matériaux et liquides suivants, lesquels flottent sur l’eau ?
• La formule qui relie la masse m, le volume V et la masse volumique ρ est ?
• Parmi les matériaux et liquides suivants, lesquels flottent sur l’eau ?
• La formule qui relie la masse m, le volume V et la masse volumique ρ est ?

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Liaisons enseignements et programmes

Idées ou Réflexions liées à son enseignement

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Aides et astuces

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Education: Autres liens, sites ou portails

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Bibliographie

Pour citer cette page: (masse volumique1)

ABROUGUI, M & al, 2020. La masse volumique1. In Didaquest [en ligne]. <http:www.didaquest.org/wiki/La_masse_volumique1>, consulté le 24, novembre, 2024

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