La masse volumique

La masse volumique, dont le symbole est ρ (rhô), est une propriété caractéristique qui représente la masse d’une unité de volume donnée.

La formule utilisée pour la calculer est la suivante :

||\rho=m/v||
où m représente la masse et v, le volume.

Les unités les plus courantes pour exprimer la masse volumique sont les grammes par centimètre cube (g/cm3) ou les grammes par millilitre (g/ml).

La masse d’un millilitre d’eau est de un gramme (1 ml d’eau = 1 g).

 

Il ne faut pas confondre la masse volumique avec la notion de densité. Cette dernière est un rapport entre la masse volumique d’une substance et la masse volumique de référence, soit l’eau (pour les liquides et les solides) et l’air (pour les gaz). La densité n’est exprimée avec aucune unité puisqu’il s’agit d’un rapport.

 

La masse volumique des liquides

Voici un tableau qui présente la masse volumique de quelques liquides.

Liquide
(à 20º C)
Masse volumique
(g/ml)
Mercure 13,6
Sirop de maïs 1,38
Glycérine 1,26
Eau de mer 1,03
Eau douce 1,00
Huile d’olive 0,92
Térébenthine 0,87
Essence 0,69

 

On pèse un liquide inconnu grâce à la technique de différence de pesée. On obtient une masse de 25,2 g. Le volume qui correspond à la masse mesurée nous est fourni par une mesure directe à l’aide d’un cylindre gradué. Le ménisque indique 9 ml. Quelle est la masse volumique de ce liquide ?

Il suffit d’utiliser le rapport de masse / volume suivant :
|\rho=\frac{m}{v}=\frac{25,2\: g}{9\: ml}=2,8{g/ml}|
 

 

La masse volumique des solides

Comme pour les liquides, il est possible de calculer la masse volumique d’un solide en divisant la mesure de sa masse (en grammes) par celle de son volume (en cm3) .

Voici un tableau qui présente la masse volumique de quelques solides.

Solide
(à 20º C)
Masse volumique
(g/cm3 )
Or 19,3
Uranium 18,7
Plomb 11,3
Argent 10,5
Cuivre 8,9
Fer 7,9
Acier 7,85
Zinc 7,1
Aluminium 2,7
Magnésium 1,7
Plastique 1,17
Glace 0,92
Paraffine 0,9
Liège 0,24

Quelle est la masse d'une pièce d'or qui a un volume de 500cm3?

Dans le tableau ci-haut, on trouve que la masse volumique de l'or est de 19,3 g/cm3.

On applique la formule en remplaçant les inconnus.

v=500cm3
|\rho=19,3g/cm^{3}|

|19,3g/cm^{3}=m/500cm^{3}|

|m=19,3g/cm^{3}\cdot500cm^{3}|

|m=9650g|

La masse volumique des gaz

Tout comme pour les liquides et les solides, il est possible de calculer la masse volumique d’un gaz en divisant la mesure de sa masse (en grammes) par celle de son volume (en cm3) .

Voici un tableau qui présente la masse volumique de quelques gaz.

Gaz
(à 0º C et 101,3 kPa)
Masse volumique
(g/cm3 )
Dioxyde de carbone
(CO2)
1,8 x 10-3
Oxygène
(O2)
1,3 x 10-3
Air
(mélange de gaz)
1,29 x 10-3
Azote
(N2)
1,25 x 10-3
Hélium
(He)
1,8 x 10-4
Hydrogène
(H2)
8,4 x 10-5

Les exercices

Les références

  • MELS
  • Rogers
  • Réunir Réussir
  • Fondation Réussite Jeunesse