QCM : Masse volumique et identification des matériaux — 14 questions

Explication

La masse volumique compare la masse d’un échantillon à l’espace qu’il occupe, ce qui s’exprime par le rapport $m/V$. Elle ne correspond donc pas à la masse seule, car deux objets de même masse peuvent avoir des volumes différents.

Explication

La masse volumique se calcule en divisant la masse par le volume, soit $\rho = \frac{m}{V}$. La relation $V = \frac{m}{\rho}$ sert à déterminer le volume lorsqu’on connaît déjà la masse volumique.

Explication

Parmi les valeurs indiquées, le plomb atteint $11,4\ \text{kg/L}$, ce qui est supérieur à celles du cuivre, du laiton et de l’acier. Le cuivre est dense, mais sa valeur reste inférieure à celle du plomb.

Explication

La masse volumique indiquée pour l’aluminium est $2,8\ \text{kg/L}$. Le titane vaut $4,5\ \text{kg/L}$, le fer $7,5\ \text{kg/L}$ et le cuivre $9,0\ \text{kg/L}$.

Explication

Le ménisque est la courbe visible à la surface d’un liquide placé dans un récipient étroit. Il ne désigne ni une graduation ni le volume contenu, qui sont des éléments différents de la mesure.

Explication

Une lecture correcte exige que les yeux soient en face du liquide, à la même hauteur, et que la graduation soit alignée avec le bas du ménisque. Une observation depuis le haut modifie la perspective et peut produire une valeur différente.

Explication

L’objet déplace un volume d’eau égal à l’augmentation observée entre les niveaux initial et final. Utiliser directement le volume final inclurait le volume d’eau déjà présent avant l’immersion.

Explication

Le rapport $m/V$ donne une masse volumique en kg/L lorsque la masse est exprimée en kilogrammes et le volume en litres. Des grammes et des millilitres conduisent à une autre unité, tandis que les deux dernières propositions inversent les grandeurs.

Explication

Le calcul du rapport donne $\rho=\frac{0,0572}{0,021}=2,7\ \text{kg/L}$. La valeur de $8,5\ \text{kg/L}$ correspond au cylindre, pas au pavé.

Explication

La masse volumique de $2,7\ \text{kg/L}$ permet d’identifier le pavé comme étant en aluminium. Le laiton est associé à la masse volumique plus élevée du cylindre.

Explication

Le rapport entre la masse et le volume vaut $\rho=\frac{0,2379}{0,028}=8,5\ \text{kg/L}$. La valeur de $2,7\ \text{kg/L}$ est celle obtenue pour le pavé.

Explication

Une masse volumique de $8,5\ \text{kg/L}$ permet d’identifier le cylindre comme étant en laiton. L’aluminium correspond à la valeur de $2,7\ \text{kg/L}$ associée au pavé.

Explication

Il faut obtenir la masse d’huile par différence entre les masses de l’éprouvette pleine et vide, mesurer son volume, calculer $\rho=m/V$, puis comparer le résultat aux références. Une simple mesure du volume ou l’observation de la couleur ne permet pas cette identification quantitative.

Explication

La masse de l’huile est obtenue en soustrayant la masse de l’éprouvette vide à celle de l’éprouvette contenant l’huile. Cette mesure ne donne pas le volume, qui doit être relevé séparément.