Physique-Chimie · 3e · Les états de la matière
La masse volumique
Ce qui identifie un matériau.
En bref
La masse volumique d'un matériau est la masse d'une unité de volume de ce matériau.
ρ = m ÷ V
| La grandeur | Son unité |
|---|---|
| m, la masse | g ou kg |
| V, le volume | cm³, mL, L ou m³ |
| ρ | g/cm³, g/mL ou kg/m³ |
On la note ρ (la lettre grecque « rhô »). Elle ne dépend ni de la taille ni de la forme de l'objet, seulement du matériau : un clou et une poutre en fer ont la même masse volumique.
Quelques valeurs de référence
| Le matériau | Sa masse volumique |
|---|---|
| Eau | 1 g/cm³, soit 1 000 kg/m³ |
| Huile | Environ 0,92 g/cm³ |
| Fer | Environ 7,9 g/cm³ |
| Air | Environ 0,0012 g/cm³ |
Ce qu'elle sert à faire
| L'usage | La méthode |
|---|---|
| Identifier un matériau | Mesurer m et V, calculer ρ, comparer au tableau |
| Prévoir s'il flotte | Il flotte si sa masse volumique est inférieure à celle du liquide |
Le bois flotte sur l'eau, le fer coule, l'huile surnage.
Mesurer un volume irrégulier
On plonge l'objet dans une éprouvette graduée : le volume d'eau déplacé est le volume de l'objet.
Méthode et exemples résolus
- Mesurer la masse m à la balance.
- Mesurer le volume V (calcul pour une forme simple, déplacement d'eau sinon).
- Vérifier que les unités vont ensemble (g avec cm³, kg avec m³).
- Calculer ρ = m ÷ V et conclure.
Exemple 1 : un objet de 79 g fait passer l'eau d'une éprouvette de 50 mL à 60 mL. Son volume est 60 − 50 = 10 mL = 10 cm³. ρ = 79 ÷ 10 = 7,9 g/cm³ : c'est probablement du fer.
Exemple 2 : quelle est la masse de 2 L d'huile ? 2 L = 2 000 cm³, donc m = ρ × V = 0,92 × 2 000 = 1 840 g, soit 1,84 kg.
Deux erreurs à éviter
| L'erreur | La correction |
|---|---|
| Confondre masse et masse volumique | « Le plomb est plus lourd que le bois » n'a de sens qu'à volume égal |
| Mélanger les unités | 1 g/cm³ = 1 000 kg/m³ ; 1 mL = 1 cm³ ; 1 L = 1 dm³ |
Un kilogramme de plumes et un kilogramme de plomb ont la même masse — mais pas du tout le même volume. C'est exactement ce que mesure la masse volumique.
Pour le brevet
On te demande souvent d'identifier un matériau à partir d'un tableau de valeurs, d'expliquer pourquoi un objet flotte, ou de réorganiser la formule : m = ρ × V et V = m ÷ ρ. Écris toujours la formule littérale avant de remplacer, et n'oublie pas l'unité du résultat.
Teste-toi
6 questions pour vérifier
Touche une réponse : la correction s’affiche tout de suite.
1.Quelle est la formule de la masse volumique ?
2.Quelle est la masse volumique de l’eau ?
3.À quelle condition un corps flotte-t-il sur un liquide ?
4.Comment mesure-t-on le volume d’un objet de forme irrégulière ?
5.À combien de cm³ correspond 1 mL ?
6.Un objet de 79 g occupe 10 cm³. Quel est ce matériau probable ?
0 / 6 questions
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