QCM : Masse volumique et mélanges — 10 questions

Questions et réponses du QCM

1. Dans un mélange composé de trois constituants, que vaut la somme de leurs pourcentages massiques exprimés sous forme de fractions ?

Elle est égale à 100100.
Elle dépend du volume total.
Elle correspond à la masse totale.
Elle est égale à 11.

Elle est égale à $$1$$.

Explication

Les fractions massiques des différents constituants s’additionnent pour donner 11, car elles représentent la totalité du mélange. La valeur 100100 correspondrait à des pourcentages exprimés en pour cent, et non sous forme de fractions.

2. Un mélange contient 20 g20\ \text{g} d’un composant pour une masse totale de 80 g80\ \text{g}. Quelle est sa fraction massique pour ce composant ?

0,200{,}20
0,250{,}25
44
6060

$$0{,}25$$

Explication

La fraction massique se calcule en divisant la masse du composant par la masse totale, soit 2080=0,25\frac{20}{80}=0{,}25. La masse volumique ferait intervenir un volume, ce qui n’est pas le cas ici.

3. Quelle est l’unité de la masse volumique dans le Système international ?

kg.m−3\mathrm{kg.m^{-3}}
g.mL−1\mathrm{g.mL^{-1}}
kg.L−1\mathrm{kg.L^{-1}}
g.L−1\mathrm{g.L^{-1}}

$$\mathrm{kg.m^{-3}}$$

Explication

Dans le Système international, la masse volumique s’exprime en kilogrammes par mètre cube, soit kg.m−3\mathrm{kg.m^{-3}}. Les autres unités proposées sont courantes, mais elles ne constituent pas l’unité SI.

4. Quelle masse volumique correspond à l’eau liquide à 4 ∘C4\,^{\circ}\mathrm{C} ?

1,29 g.L−11,29\ \mathrm{g.L^{-1}}, soit 1,29×10−3 kg.m−31,29\times10^{-3}\ \mathrm{kg.m^{-3}}
8,96×103 kg.m−38,96\times10^{3}\ \mathrm{kg.m^{-3}}, soit 8,96 kg.L−18,96\ \mathrm{kg.L^{-1}}
1,0×10−3 kg.m−31,0\times10^{-3}\ \mathrm{kg.m^{-3}}, soit 1,0 g.L−11,0\ \mathrm{g.L^{-1}}
1,0×103 kg.m−31,0\times10^{3}\ \mathrm{kg.m^{-3}}, soit 1,0 kg.L−11,0\ \mathrm{kg.L^{-1}}

$$1,0\times10^{3}\ \mathrm{kg.m^{-3}}$$, soit $$1,0\ \mathrm{kg.L^{-1}}$$

Explication

À 4 ∘C4\,^{\circ}\mathrm{C}, l’eau liquide a une masse volumique de 1,0×103 kg.m−31,0\times10^{3}\ \mathrm{kg.m^{-3}}, équivalente à 1,0 kg.L−11,0\ \mathrm{kg.L^{-1}}. La valeur 1,29 g.L−11,29\ \mathrm{g.L^{-1}} caractérise l’air à 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C}, pas l’eau.

5. Que se passe-t-il à pression constante lors du changement d’état d’un corps pur ?

La température varie avec une pente différente à chaque instant.
La température reste constante et forme un palier.
La température augmente régulièrement sans interruption.
La température diminue jusqu’à la fin de la transformation.

La température reste constante et forme un palier.

Explication

Lors du changement d’état d’un corps pur à pression constante, la température demeure constante, ce qui apparaît sous la forme d’un palier. Une variation continue de température pendant la transformation caractérise plutôt un mélange.

6. Quel comportement thermique permet de distinguer un mélange d’un corps pur pendant un changement d’état à pression constante ?

Le mélange conserve une température fixe avec un palier net.
Le mélange transforme son état sans échange d’énergie avec le milieu.
Le mélange présente une température variable sans palier.
Le mélange atteint une température d’ébullition indépendante de sa composition.

Le mélange présente une température variable sans palier.

Explication

Lorsqu’un mélange change d’état à pression constante, sa température varie et aucun palier n’est observé. Le palier à température constante est au contraire caractéristique du changement d’état d’un corps pur.

7. Quelle est la masse volumique de l’air gazeux à 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C} ?

8,96 g.L−18,96\ \mathrm{g.L^{-1}}
1,0×103 kg.m−31,0\times10^{3}\ \mathrm{kg.m^{-3}}
1,0 kg.L−11,0\ \mathrm{kg.L^{-1}}
1,29 g.L−11,29\ \mathrm{g.L^{-1}}

$$1,29\ \mathrm{g.L^{-1}}$$

Explication

La masse volumique de l’air gazeux à 0 ∘C0\,^{\circ}\mathrm{C} vaut 1,29 g.L−11,29\ \mathrm{g.L^{-1}}. La valeur 1,0 kg.L−11,0\ \mathrm{kg.L^{-1}} correspond à l’eau liquide à 4 ∘C4\,^{\circ}\mathrm{C}.

8. Pour identifier un corps pur solide à pression constante, quelle température caractéristique détermine-t-on généralement ?

La température de fusion.
La température de vaporisation.
La température de refroidissement du récipient.
La température ambiante.

La température de fusion.

Explication

Pour un corps pur solide, l’identification repose souvent sur la détermination de sa température de fusion. La température d’ébullition ou de vaporisation est plutôt utilisée pour caractériser un liquide.

9. Quelle relation permet de calculer la masse volumique ρ\rho d’un échantillon de masse mm et de volume VV ?

ρ=Vm\rho = \frac{V}{m}
ρ=m×V\rho = m \times V
ρ=mV\rho = \frac{m}{V}
ρ=m+V\rho = m + V

$$\rho = \frac{m}{V}$$

Explication

La masse volumique est le quotient de la masse par le volume, donc elle se calcule avec ρ=mV\rho = \frac{m}{V}. La relation ρ=Vm\rho = \frac{V}{m} correspond à l’inversion de cette grandeur et ne donne pas la masse volumique.

10. Comment peut-on identifier une espèce chimique grâce à sa masse volumique ?

On mesure sa température de fusion puis on la compare à des valeurs connues.
On observe la présence d’un palier pendant son changement d’état.
On détermine son volume sans mesurer sa masse.
On mesure sa masse volumique puis on la compare à des valeurs connues.

On mesure sa masse volumique puis on la compare à des valeurs connues.

Explication

L’identification par masse volumique consiste à déterminer ρ\rho pour l’échantillon, puis à comparer cette valeur à des masses volumiques de référence. La température de fusion et l’observation d’un palier relèvent de l’identification par changement d’état.

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Quelle est la formule de la masse volumique ρ d’un échantillon ?

ρ=mV\rho = \frac{m}{V}

Quelle est l’unité internationale de la masse volumique ?

Le kilogramme par mètre cube (kg.m-3).

Quelle est la masse volumique de l’eau liquide à 4°C en kg.m-3 ?

1,0 × 10³ kg.m-3.

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