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2DE : MASSE VOLUMIQUE ET DENSITÉ

lundi 6 septembre 2021, par Oscillo&Becher


MASSE VOLUMIQUE ET DENSITÉ

MASSE VOLUMIQUE ET DENSITÉ

1. Masse volumique \(\rho\) d’un corps

Une espèce chimique est caractérisée par sa masse volumique \(\rho\) qui dépend de son état physique.

La masse volumique \(\rho\) d’un échantillon de matière est une grandeur égale au quotient de sa masse m par le volume V qu’il occupe.

\(\rho = \frac{m}{V}\)

  • avec
    • \(\rho\), par exemple, en \(g.cm^{-3}\)
    • m : masse de l’échantillon en g
    • V : Volume de l’échantillon en \(cm^{3}\) (= mL voir tableau suivant)
  • Exemple à connaître : \(\rho_{eau}\) = 1,00 \(g.cm^{-3}\)
  • Rappel :

UnitesCapaciteVolume.png

Figure 1 : Unités de volume et de capacité : 1 \(m^{3}\) = 1000 \(dm^{3}\) = 1000 L ; 1 \(dm^{3}\) = 1000 \(cm^{3}\) = 1000 mL ; 1 mL = 1 \(cm^{3}\) = 0,001 L.

2. Densité d d’un corps

La densité d, grandeur sans unité, est définie par la relation :

\(d = \frac{\rho}{\rho_{eau}}\)

  • Dans l’expression précédente, les masses volumiques doivent être exprimées dans la même unité, alors d est effectivement sans unité.
  • Si, donc, on choisit le \(g.cm^{-3}\) (c’est à dire \(g.mL^{-1}\)), la valeur du dénominateur est simplement \(\rho_{eau}\) = 1,00 \(g.cm^{-3}\) = 1,00 \(g.mL^{-1}\), on aura alors la même valeur pour la masse volumique \(\rho\) exprimée en \(g.cm^{-3}\) (c’est à dire \(g.mL^{-1}\)) et sa densité d (sans unité)
  • Sur la « carte d’identité » d’une espèce chimique, on trouve ses caractéristiques. Parmi elles, il est fréquent de trouver la densité d plutôt que la masse volumique \(\rho\). D’après les remarques précédentes, il est facile de passer de l’une à l’autre (mêmes valeurs si \(\rho\) est exprimée en \(g.cm^{-3}\) (c’est à dire \(g.mL^{-1}\)))

    Ex : Densité de la mer Morte d = 1,24, on en déduit que sa masse volumique est \(\rho\) = 1,24 \(g.cm^{-3}\) = 1,24 \(g.mL^{-1}\). Voir d’autres exemples dans le tableau suivant.

3. Illustrations

Caractéristiques eau huile d’olive liège
Masse volumique \(\rho\) (à 20°C) 1,00 \(g.cm^{-3}\) 0,92 \(g.cm^{-3}\) 0,20 \(g.cm^{-3}\)
Densité d (à 20°C) 1,00 0,92 0,20
Miscibilité/eau x non x
  • NB : Des liquides sont miscibles s’ils forment un mélange homogène.

LiegeEau.png

Figure 2 : Le liège est moins dense que l’eau.

HuileOliveEau.png

Figure 3 : À 20°C, l’eau et l’huile sont deux liquides non miscibles et l’eau est plus dense que l’huile.

Created: 2021-09-07 mar. 11:12

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