Fiche de révision : Masse volumique des corps

📋 Plan du Cours

1. Définition et unités de masse volumique
2. Mesure d’un liquide
3. Flottaison de l’huile
4. Masses volumiques des métaux
5. Mesure du volume d’un solide
6. Identifier un matériau par sa masse volumique

📖 1. Définition et unités de masse volumique

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique : Quotient de sa masse par son volume : $\rho = \frac{m}{V}$.

★ À maîtriser

• Dans le système international, la masse volumique s’exprime en kg/m³, tandis que l’unité couramment utilisée au laboratoire est le g/cm³.

Compléments

📐 Formule — Les équivalences de masse volumique sont $1000\ \mathrm{kg/m^3}=1\ \mathrm{kg/L}=1000\ \mathrm{g/L}=1\ \mathrm{g/cm^3}$.

📖 2. Mesure d’un liquide

📝 Points essentiels

📌 La fiole jaugée est la verrerie la plus adaptée pour mesurer précisément 50 mL d’huile, car elle ne peut mesurer qu’un seul volume.

• 🔄 La détermination expérimentale de la masse volumique de l’huile suit ces étapes:

  1. Peser la fiole jaugée vide.
  2. Remplir la fiole jusqu’au trait de jauge avec l’huile.
  3. Peser la fiole avec l’huile.
  4. Calculer la masse d’huile par différence.
  5. Diviser la masse d’huile par son volume.

• Avec une fiole vide de 37,9 g, une fiole contenant l’huile de 83,5 g et un volume d’huile de 50 mL, la masse d’huile est de 45,6 g et sa masse volumique est de 0,912 g/mL.

💡 Astuce mémo

Peser vide → remplir au trait → peser plein → soustraire → calculer

📖 3. Flottaison de l’huile

📝 Points essentiels

📌 L’huile flotte à la surface de l’eau parce que sa masse volumique, 0,912 g/mL, est inférieure à celle de l’eau, qui vaut 1,00 g/cm³.

💡 Astuce mémo

Huile moins dense que l’eau : elle flotte

📖 4. Masses volumiques des métaux

★ À maîtriser

• Les masses volumiques des métaux étudiés sont:
  • Aluminium Al : 2,70 g/cm³
  • Zinc Zn : 7,13 g/cm³
  • Fer Fe : 7,87 g/cm³
  • Nickel Ni : 8,90 g/cm³
  • Cuivre Cu : 8,96 g/cm³
  • Argent Ag : 10,5 g/cm³
  • Plomb Pb : 11,35 g/cm³
  • Mercure Hg : 13,55 g/cm³
  • Or Au : 19,3 g/cm³
  • Platine Pt : 21,45 g/cm³

Compléments

• Les applications et particularités indiquées sont les suivantes : aluminium, avions et canettes, très léger ; zinc, piles, protège le fer contre la corrosion ; fer, outils et voitures, il rouille ; nickel, pièces de monnaie et acier inoxydable, résiste à la corrosion mais peut provoquer une allergie ; cuivre, fils et câbles électriques, très bon conducteur ; argent, bijoux et contacts électriques, excellent conducteur ; plomb, batteries et protections contre les rayonnements, très lourd et toxique ; mercure, ancien thermomètre, seul métal liquide à température ambiante ;

📖 5. Mesure du volume d’un solide

📝 Points essentiels

• Pour déterminer le volume d’une lame de zinc par déplacement d’eau, il faut mesurer le volume initial d’eau V1, immerger la lame, mesurer le volume final V2, puis calculer le volume de la lame par différence.

• Pour une lame de zinc, le volume initial est V1 = 210 mL et le volume final est V2 = 214 mL, donc son volume est V = 4 mL.

• En utilisant une masse de zinc de 33 g et un volume de 4 mL, la masse volumique calculée selon la relation $\rho = \frac{m}{V}$ est de 8,25 g/mL, soit 8,25 g/cm³.

💡 Astuce mémo

V₁ d’eau → solide immergé → V₂ → V₂ − V₁

📖 6. Identifier un matériau par sa masse volumique

🔑 Notions clés & Définitions

• Masse volumique d’un corps pur : Grandeur physique propre à chaque corps pur et permet de l’identifier.

📝 Points essentiels

📌 Pour un matériau donné, la masse d’un objet est liée à son volume par la masse volumique.

💡 Astuce mémo

Masse volumique propre au corps pur → identification du matériau