Masse volumique d`un solide

Date :
Chapitre 1 : MASSE VOLUMIQUE – DENSITE
I. Masse volumique d’une substance
1) Découverte :
Réponds aux questions suivantes :
a) Quel sac pèse plus lourd ? un sac de 1 kg de plume ou un sac de 1kg de plomb ?
Les 2 sacs ont la même masse
b) En examinant les schémas suivants, quelle substance est la plus lourde ?
……………le bloc de bois
le bloc d’acier……..
c) De ces deux substances – l’acier et le bois -, laquelle est la plus lourde ?
L’acier
Pourquoi ? pour un même volume, l’acier est plus lourd…………………….
d) Comparez le poids d’un même volume d’eau et de mercure. ( à soupeser)
e)Complète les tableaux suivants :
Volume d’eau
(l)
Masse d’eau
(kg)
1
2
3
4
10
100
120
800
1
2
3
4
10
100
120
800
Volume
d’huile (l)
Masse de
l’huile (kg)
0,20
1
2
5
10
20
0, 16
0.80
1.6
4
8
16
Les deux grandeurs :
sont des grandeurs directement proportionnelles……..
Recherche le coefficient de …proportionnalité…. :
 Pour l’eau
k= y/x = m/V = 1/1=2/2=10/10=…. = 1
 Pour l’huile k= y/x = m/V = 0.8/1=1.6/2=8/10=…. =0.8
f)
Trace les graphiques des tableaux de l’exercice e)
!!!! Choix des axes (souvenez-vous : quelle grandeur dépend de l’autre ????)
!! Ne pas oubliez de nommer les axes et les unités.
LEJ / Physique / Vanden Abeele
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Chapitre 1 : MASSE VOLUMIQUE – DENSITE
date :
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
huile
huile
eau
0
1
2
3
2) Conclusion :
Pour savoir si une substance est plus lourde qu’une autre, il est nécessaire de
comparer les masses……. de …mêmes volumes . des substances.
3) Définition
La masse volumique d’une substance est la masse de l’unité de volume de
cette substance.
Formule

=
m
kg
unité :
V
m³
Masses volumiques de quelques corps
SOLIDES
corps
aluminium
cuivre
fer
or
Argent
Carbone graphite
Carbone diamant
étain
Iridium
soufre
platine
calcaire
marbre
Verre à vitre
magnésium
plomb
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en
kg
m³
2700
8900
7800
19300
10500
2200
3500
7300
22400
2000
21500
2600
2700
2500
1700
11300
LIQUIDES
corps
eau pure
alcool
éther
mercure
lait
pétrole
éther
Acide acétique
Alcool éthylique
chloroforme
Eau(CNTP)
Huile d’olive
-2-
en
kg
m³
1000
790
720
13600
1030
800
720
1050
790
1490
920
( unité SI )
Chapitre 1 : MASSE VOLUMIQUE – DENSITE
Rem : 1
1
=
g
cm ³
kg
l
=
10 3 kg
6
10 m ³
1 kg
3
10 m ³
= 10³
= 10³
date :
kg
m³
kg
m³
II. Densité des solides et des liquides
Importance de l’eau 
même volume d’eau
intéressant de comparer la masse des corps à la masse d’un

d subs tan ce  masse.d ' un.volume.V .de.la.subs tan ce  subs tan ce
 eau. pure
masse.d ' un.volume.V .d ' eau. pure
Exemple : la densité du mercure : d =
Signification de la densité :
13600
 13,6
1000
La densité d’un corps est un nombre qui permet de
 comparer un corps à l’eau
 comparer les corps entre eux
 savoir si un corps plein peut flotter ou non
!!!!!!!!!!!! la densité d’une substance est un nombre sans unité.
Remarque :
Les gaz ont une densité très faible par rapport à l’eau. On les compare généralement à l’air.
III. Poids volumique d’une substance
Rappel : P =
m.g
Si l’on peut exprimer le rapport entre la masse d’un corps et son volume, on peut aussi
établir le même genre de rapport entre son poids et son volume.

m
V
Multiplions les 2 membres de cette égalité par g ( gravité).
On obtient :
Formule : Pvol=
m. g P

V
V
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unité (SI) :
-3-
N
m³
Chapitre 1 : MASSE VOLUMIQUE – DENSITE
date :
Détermination expérimentale de la masse volumique
d’une substance :
 Masse
volumique d’un solide :
a) si le solide a une forme géométrique
a. masse : à l’aide d’une balance
b. volume par formule
b) si le solide est forme quelconque
a. masse :
b. volume :
V2
 Masse
volumique d’un liquide :
Détermination de la masse volumique d’un liquide
Problème : Quelle est la masse volumique du liquide contenu dans la bouteille ?
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Chapitre 1 : MASSE VOLUMIQUE – DENSITE
date :
Remarque :
Question : La masse volumique varie-t-elle avec la température ?
1) on tare le matériel
2) on « pèse » le liquide à froid
3) on « pèse » le liquide à chaud ; la masse est
identique mais le volume a augmenté.
CCL :  = m/V

, m restant constant, si V
Conclusion :
La masse volumique d’un corps et la température sont des grandeurs …
Inversement proportionnelles
Conséquences : les courants de convection ;
application : chauffage central ;…voir cours de 2ième
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=>
Chapitre 1 : MASSE VOLUMIQUE – DENSITE
 Masse
date :
volumique de l’air
1) l’air est pesant
Détermination de la masse volumique de l’air

air =
1,3
kg
m³
à 0° C et à patm normale
Remarques :
 La masse volumique de l’air dépend de la température :
si t
alors 
 Conséquence : la convection dans l’air , les convecteurs
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Chapitre 1 : MASSE VOLUMIQUE – DENSITE
date :
Exercices
Problèmes :
a) Comment rechercher de la nature d’un corps ?
b) Comment faire pour trouver la masse, si l’on connaît la nature et le volume d’un corps ?
.
c) Comment faire pour trouver le volume, si l’on connaît la nature et la masse d’un corps ?
.
1. Calcule la masse volumique de la glycérine sachant que 2O0 cm³ ce liquide ont une masse de 252g.
2. Une poutre de bois de 20 cm de large, de 20 cm de haut et de 3 cm de long a une masse de 7,2 kg. Calcule sa
masse volumique.
3. Un camion transporte 3,5 m³ de sable dont la masse volumique est égale à 1 600 kg/m³. Calcule la masse de sable
transportée.
4. Un récipient contient 1800 g d’huile de masse volumique égale à 900 kg/m³. Calcule le volume de cette huile.
5. Le kilogramme-étalon est un cylindre en platine iridié de 39 mm de diamètre et de même hauteur. Calcule sa
densité.
6. Calcule le poids de 5 l de pétrole de densité 0,8.
7. La masse volumique de l’acier est de 7 900 kg/m³. Calcule le volume d’une pièce de cette matière dont la masse
est de 3,5 tonnes.
8. On dépose 300 g de plomb (11 300 kg/m³) dans un récipient rempli d’eau à ras bord. Quel sera le volume d’eau
qui s’en écoulera?
9. Une barre de fer (   7 800 kg/m³) a une section rectangulaire de 2 cm sur 4 cm et une masse de 6,5 kg.
Détermine sa longueur.
10. Calcule la masse d’une règle de bois (700 kg/m³) de 1 cm² de section et de 30 cm de long.
11. Calcule la masse volumique d’une règle en bois de 1 cm² de section et de 30 cm de long ayant une masse de 21 g.
12. Calcule la masse de 100 m de fil de cuivre d’un diamètre de 2 mm.
13. Une sphère d’acier de 24 mm de diamètre a une masse de 57,1 g. Calcule sa masse volumique.
14. La masse d’un tube capillaire de 6 cm de longueur augmente de 75 mg lorsqu’on le remplit de mercure.
Détermine le diamètre de ce tube.
15. Un ballon de 5 l est rempli d’air dans les C.N.T.P. Sa masse totale est alors de 506,5 g. On le vide et on le remplit
d’argon dans les mêmes conditions sa masse est alors de 509 g. Calcule la masse volumique de l’argon.
16. On veut déterminer la nature d’un métal. On en introduit un morceau de 337,5 g dans un récipient rempli d’eau
à ras bord. 125 g d’eau débordent du récipient. Qu’en déduis-tu ? Justifie ta réponse.
17. Un miroir de 2 m sur 60cm est argenté sur une face. Calcule l’épaisseur de la couche d’argent si la masse d’argent
utilisée est de 125 g.
18. Une tôle de fer (7 900 kg/m³) est recouverte des deux côtés d’une couche de nickel (8 900 kg/m³) d’une
épaisseur de 1  m. Calcule la quantité de nickel utilisée.
19. Mille feuilles d’or, chacune d’une surface de 55 mm², ont ensemble une masse de 4,4 g. Quelle est l’épaisseur
d’une feuille ? La densité de l’or est de 19,3.
20. Un fil de cuivre de 10 m de long a un diamètre de 6 mm. Quel doit être le diamètre d’un fil d’argent de même
masse pour qu’il ait la même longueur ?
LEJ / Physique / Vanden Abeele
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