La masse volumique d'un liquide ou d'un solide est la masse de matériau par unité de volume. Elle est notée μ (« mû ») ou ρ (« rhô ») et est déterminée par la relation : \rho = \frac{m}{v}.
Le coefficient qui les lie se note ρ (rhô) et correspond à la masse volumique. Mathématiquement, cela s'écrit : m = ρ × V. Chaque substance possède une masse volumique constante (à température et pression constantes) qui peut servir à l'identifier.
La masse volumique est une mesure de la masse par unité de volume d'un objet. La formule mathématique pour la masse volumique d'un objet, qui est notée 𝜌 , est 𝜌 = 𝑀 𝑉 , où 𝑀 est la masse de l'objet et 𝑉 est le volume de l'objet.
Pour les liquides et les gaz, la masse volumique est souvent exprimée en gramme par litre (g/L ou g·L–1). La masse volumique de l'eau liquide est ainsi ρ = 1000 g/L. Cela signifie que 1 L d'eau liquide pèse 1000 g, soit 1 kg.
Elle est souvent exprimée en g/cm³ ou kg/m³. Les masses volumiques sont utilisées dans de nombreux secteurs d'activité, notamment pour le dimensionnement de procédés, la modélisation et la caractérisation de composés. La densité est le rapport entre la masse volumique du composé et celle d'un composé de référence.
L'eau liquide à 20 °C a une masse volumique de 1kg/l. Cela signifie qu'un litre d'eau pèse 1 kg. On dit aussi que l'eau à une densité de 1. Pour qu'un objet plein flotte dans un liquide, il faut que sa densité soit plus petite que celle du liquide.
Utiliser la masse volumique pour déterminer un volume
D'après la relation précédente m = ρ x V. ρ est connu mais pour que la relation soit vérifiée il faut penser à convertir le volume en cm3: V = 8 dm3 = 8000 cm3. soit m = 71,7 kg Notre cylindre de cuivre possède donc une masse de 71,7 kg.
On calcule la masse volumique d'un solide en divisant la mesure de sa masse (g) par celle de son volume (cm3) .
Résistivité d'un matériau conducteur
On définit la résistivité (rhô) d'un matériau comme étant la résistance d'un fil de longueur unité (1m) et de section unité (1m2), réalisé avec ce matériau.
La valeur numérique est la même dans plusieurs unités car 1 g/cm3 = 1 kg/dm3 = 1 kg/l = 1 t/m3 , et de même 1 g/l = 1 kg/m3 La masse volumique de l'eau est très proche de 1 kg/l .
Déterminer la masse volumique d'un liquide
Poser l'éprouvette vide sur la balance électronique et faire la tare. Verser l'échantillon du liquide dans l'éprouvette graduée et mesurer sa masse. Lire le volume de liquide sur l'éprouvette graduée. Effectuer le calcul de la masse volumique, à l'aide de la relation ρ=Vm.
pour T20 = 293,15 K (20 °C ) : ρ20 = 1,204 kg/m3 ; pour T25 = 298,15 K (25 °C ) : ρ25 = 1,184 kg/m3 .
· 1 litre d'eau douce pèse 1 kg; · 1 m³ d'eau douce pèse 1 000 kg; · 1 m³ d'eau de mer pèse 1 020 kg; · Un volume d'eau douce de 1 000 mm x 1 000 mm x 1 mm (c'est-à-dire 0,001 m³) équivaut à 1 litre et pèse donc 1 kg.
Le poids volumique est une grandeur physique qui caractérise le poids d un matériau par unité de volume de celui ci. Il est obtenu en multipliant la masse volumique par l accélération du champ de gravité terrestre (g \ 9,81m. s 2). C est une grandeur notée γ et exprimée pour les sols en kN/m3 .
Il est indispensable de connaître l'équivalence suivante : 1L d'eau a une masse de 1 kg. Remarque : 1 L = 1000 mL et 1 kg = 1000 g. On peut donc aussi utiliser l'équivalence 1 mL d'eau a une masse de 1 g. Puisqu'un litre d'eau a une masse de 1 kg, alors 3,5 L d'eau a une masse de 3,5 kg.
Le litre est une unité de volume qui représente donc une portion d'espace et non un poids1. Un litre correspond à un décimètre cube, c'est-à-dire qu'il faut milles litres pour remplir un mètre cube2. La confusion entre le kilogramme et le litre vient du fait qu'un litre d'eau pure pèse exactement un kilo3.
Définition de la masse volumique
Si on prend deux cubes, de même volume, l'un en métal et l'autre en plastique, leur masse est différente : le cube de métal est plus lourd que celui de plastique. À volume égal, c'est donc la masse du matériau qui constitue le cube qui permet de les comparer.
D'après la relation précédente m = ρ x V. ρ est connu mais pour vérifier la relation il faut convertir le volume en cm3 : V = 8 dm3 = 8 000 cm3. En remplaçant dans la formule précédente on obtient : m = 8,96 × 8 000 m = 71 680, soit m = 71,7 kg. Par conséquent, notre cylindre de cuivre a une masse de 71,7 kg.
La concentration en masse d'un soluté, notée , représente la masse m de soluté dissous par litre de solution . La masse volumique d'un corps est la masse de ce corps par unité de volume .
La masse volumique d'une espèce chimique est égale au rapport entre sa masse et le volume qu'elle occupe . La densité d'une espèce chimique est le rapport entre la masse volumique de l'espèce chimique considérée et celle de l'eau : .
Par exemple si le volume d'eau pure connu est en gramme alors on peut exprimer la masse volumique en gramme par millilitre (ρeau = 1,000 g.mL-1) et obtenir ainsi une masse en gramme.
La densité d d'un corps liquide ou solide, par rapport à l'eau, est égale au quotient de la masse d'un volume V de ce corps par la masse mo d'un même volume d'eau. Ces deux volumes étant mesurés dans les conditions de température et de pression. La densité s'exprime par un nombre sans unité.
L'huile est moins dense que l'eau. Sa masse volumique est égale à 900 kg/m3, c'est-à-dire à 0,9 x 1000 kg/m3. De l'huile versée dans l'eau se place au-dessus de l'eau.