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Réponse:
La masse volumique de l'eau liquide est ρ = 1 g/cm3 = 1 g/mL. Une substance (solide ou liquide non miscible à l'eau) flotte sur l'eau si sa masse volumique est plus petite que celle de l'eau
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Objectifs
Connaitre la masse volumique de l’eau liquide dans différentes unités.
Comparer la masse volumique de l’eau liquide à celle d’autres corps purs et mélanges.
Utiliser la comparaison des masses volumiques pour interpréter un phénomène physique et séparer des constituants d’un mélange hétérogène.
Points clés
La masse volumique d’une espèce chimique, notée ρ (rhô), est la masse (en kg) de l’espèce par unité de volume (en m3).
ρeau liquide = 1000 kg/m3 = 1000 g/L = 1 g/cm3 = 1 g/mL
Une substance A non miscible à l’eau coule dans l’eau si ρA > 1000 kg/m3 et flotte si ρA < 1000 kg/m3.
Pour bien comprendre
1 kg = 1000 g et 1 cm3 = 1 mL
1. Masse volumique
a. Définition de la masse volumique
La masse volumique d’une espèce chimique, notée ρ (rhô), est la masse (en kg) de l’espèce par unité de volume (en m3).
Elle s’exprime donc en kilogramme par mètre cube ( ou ) dans le système International.
Une masse volumique est caractéristique d’une espèce chimique ou d’un matériau.
Le chimiste utilise également d’autres unités.
Pour les solides, le gramme par centimètre cube (g/cm3) :
1 g/cm3 = 1000 kg/m3.
Pour les liquides, le gramme par millilitre (g/mL) :
puisque 1 cm3 = 1 mL, on a 1 g/mL = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3.
Exemples
La masse volumique du fer est ρfer = 7900 kg/m3, ce qui signifie que 1 m3 de fer pèse 7900 kg.
Corps
ρ
(en kg/m3)
ρ
(en g/cm3 pour les solides
ou g/mL pour les liquides)
Fer 7900 7,9
Aluminium 2700 2,7
Essence 750 0,75
Éthanol 789 0,789
b. Masse volumique de l'eau liquide
La masse volumique de l’eau liquide est ρ = 1000 kg/m3.
Cela signifie que 1 m3 d’eau liquide pèse 1000 kg, soit 1 tonne.
Remarque
La masse volumique de l’eau solide (glace) est ρglace = 910 kg/m3.
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.
On peut également utiliser les grammes par millilitre (g/mL) ou les grammes par centimètre cube (g/cm3), qui sont des unités équivalentes.
La masse volumique de l’eau liquide est ρ = 1 g/cm3 = 1 g/mL.
2. Utiliser la différence de masse volumique avec celle de l'eau liquide
a. Principe
Une substance (solide ou liquide non miscible à l’eau) flotte sur l’eau si sa masse volumique est plus petite que celle de l’eau.
Une substance (solide ou liquide non miscible à l’eau) coule dans l’eau si sa masse volumique est plus grande que celle de l’eau.
Exemples
ρfer = 7900 kg/m3 donc la masse volumique du fer est supérieure à celle de l’eau (ρeau = 1000 kg/m3).
Puisque ρfer > ρeau, le fer coule dans l’eau.
L’huile alimentaire est non miscible à l’eau et sa masse volumique est ρhuile alimentaire = 900 kg/m3.
La masse volumique de cette huile est inférieure à celle de l’eau, donc l’huile flotte sur l’eau.