Chapitres
- Calculer une masse volumique
- Les unités de masse volumique
- Calculer la masse (m) d’une substance à partir de sa masse volumique (ρ)
- Calculer le volume d’une substance à partir de sa masse volumique
- La densité
- Densité et repérage des phases d’un mélange de liquides non miscibles
- LABO : détermination expérimentale de la masse volumique d'un liquide
- Masse volumique : le saviez-vous ?
Calculer une masse volumique
La masse volumique d’une substance correspond à la masse de cette substance dans une unité de volume. S'il s’agit donc du rapport de la masse (m) de la substance par son volume (V, ici en m3 et non en L). La masse volumique, notée ρ (lettre grecque qui se prononce rho), s’exprime selon la relation suivante :
ρ = m/Vm
- en kilogramme ( kg )
- V en mètre cube ( m3)
- ρ en kilogramme par mètre cube ( kg.m-3)
Exemple :
Nous avons une substance avec une masse m = 4kg et un volume de V = 500 dm3. Quelle est sa masse volumique ?
- Conversion du volume en m3
V = 500 dm3 = 0,5 m3
- Calcul de la masse volumique ρ
On sait que : ρ = m/V
Ainsi, ici, ρ = = 8 kg.m-3
Les unités de masse volumique
La masse volumique peut être exprimée selon d’autres unités que le kilogramme par décimètre cube (kg.m3). En effet, en payant une grande attention aux conversions, on peut utiliser d’autres unités tout en conservant la cohérence nécessaire.
On sait que :
1 kg = 1000 g et 1 m3 = 1000 dm3
Ainsi, on peut écrire :
1 kg / 1 m3 = 1000 g / 1000 dm3 = 1 g / 1 dm3
De cette façon, la valeur de la masse volumique reste la même ; seules les unités varient. On pourrait également montrer que cela reste vrai pour le milligramme par centimètre cube (mg.cm-3).
Calculer la masse (m) d’une substance à partir de sa masse volumique (ρ)
Si l’on modifie la relation précédente qui exprimait donc la masse volumique en fonction du volume et de la masse, on peut alors calculer la masse :
ρ = m/V ⬄ m = ρ x V
- m en kilogramme (kg)
- V en mètre cube (m3)
- ρ en kilogramme par mètre cube (kg.m-3)
Exemple :
Un récipient contient V = 200 mL d’éthanol dont la masse volumique de ρ = 789 kg.m-3 . Quelle est la masse de l’éthanol ?
- Conversion du volume en m3
V = 200 mL = 0,2 L
Or 1 L = 1 dm3 Donc V = 0,2 L = 0,2 dm3 = 0,0002 m3
- Calcul de la masse m
On sait que : m = ρ x V
Ainsi, ici, on peut écrire : m = 789 x 0,0002
m = 0,1578 kg
m = 157,8 g
Le récipient contient donc 157,8 g d’éthanol.
Calculer le volume d’une substance à partir de sa masse volumique
Pour calculer le volume d’une substance à partir de sa masse volumique, il suffit de reprendre la relation précédente et par un simple rapport de proportionnalité on obtient :
Exemple
Un morceau d’aluminium a une masse de 972 g et une masse volumique de 2700 kg/m3. Quelle est alors le volume du morceau d’aluminium ?
On a donc m = 972 g et p = 2700 kg.m3
La masse donnée doit être convertie en kg : m = 972 g = 0,972 kg
On utilise la relation V = m/ρ
Ainsi, on peut écrire :
- V = 0,972/27000
- V = 3,6 x 10-4 m3
- V = 0,36 m3
La densité
La densité d’une substance se note d et correspond au rapport de la masse volumique de cette substance par la masse volumique de l’eau pure à une température de 4°C.
La densité peut donc être calculée en utilisant la relation suivant e:
d(substance)= ρ(substance)/ρ(eau)
Les deux masses volumiques doivent être exprimées dans la même unité.
La densité n’a donc pas d’unité (les deux unités s’annulant) ! On sait qu’un litre d’eau a une masse d’un kilogramme ρeau = 1 kg.dm-3. Ainsi, si les masses volumiques (de l’eau et et de la substance) sont exprimées en kilogramme par décimètre cube (kg.dm-3), alors la relation devient :
- d(substance) = ρ(substance)/1
- donc d(substance) = ρ(substance).
Autrement dit, la densité de la substance est alors égale à sa masse volumique dans ces conditions (à savoir une masse volumique exprimée en kg.dm-3).
C’est pour cette raison que les notions de densité et de masse volumique sont souvent sujet à des confusions. Elles restent très liées mais quelque peu différentes.
Densité et repérage des phases d’un mélange de liquides non miscibles
La densité est la grandeur qui permet de savoir si une substance flotte ou coule dans un autre liquide.
Par exemple, l’eau ayant une densité de 1 alors toute substance ayant une densité supérieure coule et pénétrer dans le liquide. En revanche, toute substance avec une densité inférieur flotte.
Plus généralement la substance ayant la plus faible densité flotte sur celle qui a la densité la plus élevée.
Par exemple la densité de l’essence est de 0,75 tandis que celle de l’éther est de 0,71. Donc l’essence coule et pénètre dans la solution d’éther.
LABO : détermination expérimentale de la masse volumique d'un liquide
Fioles jaugées illustrant le matériel utilisé en laboratoire de chimie dans le cadre d'une dissolution.
Matériels
- Balance
- Fiole jaugée
Protocole
- Faire la tare de la balance.
- Placer la fiole jaugée sur la balance.
- Relever la valeur qui s’affiche m1
- Remplir la fiole jaugée de volume V1 = 50 mL du liquide
- Peser alors l’ensemble fiole jaugée + 50 mL de liquide et noter la valeur de la masse m2
- Déterminer la masse volumique du liquide (en divisant la masse (m1) sur le volume (V1)
- Déterminer la densité du liquide (en divisant sa masse volumique par celle de l'eau)
Masse volumique : le saviez-vous ?
Il également possible de mesurer la densité des gaz et solides !
Si dans le cas de solides, celle-ci se calcule de la même manière que pour les liquides (rapport de la densité du solide sur la densité d’un solide de référence) ; pour les gaz, le rapport se fait en référence à la masse volumique de l’air !
La valeur de la masse volumique de l’air correspond à la masse d’1 L d’air à 0°C sous une pression de 760 mmHg et est de 1,29 g.
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Invité
Merci bien, j’ai révisé une partie de mes cours.
Invité
OK Frédéric mon ami c’est super cool comme disent les jeunes
Invité
moi aussi cher Frédéric
Invité
Bonjour,
Pouvez vous me dire comment calculer la densité du corps?
Invité
la densité c’est le quotient de la masse volumique du corps sur celle de l’eau
Invité
Merci beaucoup ?
J’ai enfin compris !
Invité
Merci pour cet article clair et accessible
Invité
Mercii grâce a vous j ai pu comprendre la lecon
Invité
Bonjour j aimerais savoir est ce que on peut comparer la masse de deux liquide ayant un volume different? Merci
Editor
Bonjour,
Cette comparaison est possible mais n’a aucun intérêt scientifique
Invité
Merci
Invité
Bien
Invité
Merci vous m’avez bien aidé !
Invité
Dans mon énoncé je ne comprend pas a quoi correspond rhô théorique si vous pourriez m’aider ça m’arrangerai
Merci
Editor
Bonsoir Chroniqueur Cho,
Le rhô théorique est la masse volumique.
Invité
merci vous nous avez aidé pour la mps !!
Invité
Bonjour tout le monde pouvez-vous me donner la formule de la densité
Editor
Bonjour Boureima,
La densité est la masse volumique qui se calcule donc par la division de la masse par le volume.
Attention, contrairement à la masse volumique, la densité n’a pas d’unité.
Invité
Bonjour
Si j’ai un matériau avec une densité de 1 que va-t-il se passer? L’objet va t il rester juste sous la surface de l’eau ou va t il osciller entre couler et flotter (couler/remonter/ couler/ remonter)??? Merci
Editor
Bonjour,
Dans ce cas, l’objet va flotter à la surface de l’eau.
Bonne journée
Invité
Comment calculer le coefficient de vanthoff?
Editor
Bonjour,
Voici la formule du coefficient de van ‘t Hoff :
Dans cette expression :
α la fraction de soluté qui se dissocie, ou coefficient de dissociation
p le nombre de particules produites par la dissociation d’une particule de soluté
Invité
bonjour j’ai un devoire en phisique-chimie et je doit savoir qu-est ce qu’une masse volumique + trouver des exemples pouvez vous m’aider s.v.p
Editor
Bonjour Gaël,
Vous trouverez toutes ces réponses dans notre article sur la masse volumique, disponible à cette adresse : https://www.superprof.fr/ressources/physique-chimie/seconde/proprietes-especes-chimiques/masse-volumique.html sous la partie Calculer une masse volumique.
Bonne journée
Invité
Merci infiniment, mon fils a tellement du mal à noter le cours correctement, après on galère. On va sans doute faire correctement frâce à vous.
Invité
Quel est la masse inférieur a celle d’un litre d’eau je suis sur vous allez pas trouver
Editor
Bonjour Julien,
La masse d’un litre d’eau est d’un kilogramme. Un litre d’eau pèsera toujours 1 kg à la surface de la Terre. Pouvez-vous reformuler votre question s’il vous plaît ?
Bonne journée
Invité
Salut merci pour la recherche
Invité
Merci !
Mais pourquoi on a choisi la masse volumique d’eau a 4°c dans le calcul de densité ?
Editor
Bonjour Amine,
On prend la densité de l’eau à 4°C puisque qu’il s’agit de la règle établie. En effet, c’est celle qui a été choisie comme référence lors de la découverte de la densité en 1810 par Émile Littré.
Invité
Merci
Invité
Bonjour j aimerais savoir comment calculer un volume
Editor
Bonjour John,
Il existe une multitude de formules pour calculer les volumes en fonction des formes. Par exemple, le volume d’un parallélépipède rectangle se mesure avec la formule suivante : V = Longueur X largeur X hauteur.
N’hésitez pas à répondre à cette question si vous souhaitez d’autres formules.
Bonne journée
Invité
Bonjour j aimerais savoir comment calculer une mass
Editor
Bonjour John,
Pour calculer une masse, il faut que vous connaissiez la densité de l’objet concerné. Une fois cette dernière connue, multipliez là par le volume de l’objet et vous obtiendrez la masse !
Bonne journée
Invité
il me semble que je commence à m’y retrouver. Il y a bien longtemps que je n’ai abordé ce sujet. Donc si le tunsgtène, par exemple, qui a une masse volumique de 19 300 kg/m3, je peux très bien dire que cette masse volumique est égale à 19.2g/dm3, ou comme dans votre exemple l’aluminium 2700kg/m3 ou 2.7g/dm3…. même si ce ne sont pas les unités retenues par le SI ?
Invité
Vous aurez bien évidemment relevé l’erreur (honte à moi) dans mon commentaire précédent.
S »=’agissant de la masse volumique du tungstène de 19 300kg/m3 ou 19.3kg/dm3 et non g/dm3 comme je l’ai indiqué idem pour la masse volumique de l’aluminium, 2.7kg/dm3 et non g/dm3
Invité
Svp pourriez vous me dire comment calculer la densité d’un gaz qui n’es pas dans les mêmes conditions avec l’air
Puisque d=p(gaz) /p(Air)
Editor
Bonjour,
La formule que vous donnez est tout à fait celle nécessaire afin de calculer la densité d’un gaz avec une densité différente de celle de l’air.
Bonne journée
Invité
bonjour; est ce que g/cm3 est utiliser pour la masse volumique
Editor
Bonjour,
En effet, le gramme par centimètre cube est une unité utilisée pour exprimer la masse volumique.
Cependant, l’expression de base d’une masse volumique se fait en kilogramme par mètre cube.
Bonne journée
Invité
Merci j’ai compris !!!
Administrateur
Bonjour Moussa,
Nous sommes ravis d’avoir pu vous aider sur ce sujet ! 🙂
Invité
Merci prof!
Invité
Bonjour,
je voudrais savoir ce que représente RO et comment le calculer si possible,
merci d’avance
Editor
Bonjour Emilie,
Rho représente la masse volumique qui se calcule grâce à la réaction suivante :
ρ = m/Vm
Bonne journée
Invité
et merci beaucoup ce cours m’a beaucoup servi, clair et efficace!
Administrateur
Merci pour votre commentaire Emilie ! 🙂
Invité
Merci. Merci
Invité
Bonjour,
Ça m’a beaucoup éclairé merci mais dans mon énoncé je dois trouver le volume d’un échantillon à partir de la densité et de la masse de l’échantillon.
Si vous pouvez m’aider, merci.
Editor
Bonjour Fatima et merci pour votre soutien !
Si vous connaissez la densité, il vous suffit de la multiplier par la masse afin de trouver le volume occupé par l’échantillon.
Bonne journée
Invité
comment calculer un volume a partire de sa masse
Editor
Bonjour Arthur,
Pour connaître un volume grâce à une masse, il peut être utile de connaître la masse volumique de l’objet étudié.
En effet, à partir de la formule
on peut obtenir le volume comme ceci :