R R h a a a L h l V1 V2 - PHYSIQUE CHIMIE pour le SECONDAIRE

Lycée Elahd Eljadid
Série N°6 Sciences physiques
DOUZ
Niveau : 1S
Volume – masse - masse volumique - densité
Prof : Mtarrab Badr
A) COURS
Le volume
Définition : Le volume est une grandeur qui caractérise l’espace occupé par la substance.
unités : Dans le système international d’unité, le volume s’exprime en mètre cube (m³).
Unités usuelles : le centimètre cube (cm3); le décimètre cube (dm3) ; le litre (L) ; le millilitre (mL)
Pour convertir :
1 L = 1 dm³
;
1 mL = 1 cm³
;
- Volume d’un liquide : on utilise une éprouvette graduée.
1m3 = 1000 L
La surface libre du liquide forme un ménisque. On doit lire le volume par la
graduation qui coïncide avec le bas de ménisque.
- Volume d’un solide :
* si la forme est simple (cube ou parallélépipède ou cylindre ou sphère) on peut
calculer le volume.
a
V= a3
a
h
a
V = L.l.h
l
L
h
R
V = 𝛑𝐑𝟐 𝐡
R
𝟒
V = 𝟑 𝛑𝐑𝟑
* Si la forme est complexe, on peut déterminer le volume de solide par le
volume d’eau déplacée dans une éprouvette graduée.
V = V2 – V1
*Si les dimensions de solide sont relativement grandes, on peut utiliser un
vase à trop plein :
V2
V1
Le volume de liquide qui s’écoule dans
l’éprouvette est egal au volume de solide
introduit dans le vase
Vase à trop plein plein d'un liquide
La masse
La masse d’un corps est une grandeur qui caractérise la quantité de matière qu’il renferme.
La masse d’un corps ne dépend ni de la forme du corps ni de son état physique ni du lieu.
On mesure la masse d’un corps à l’aide d’une balance
Unité dans le SI : le kilogramme (kg)
Unités usuelles : le kilogramme (kg) ; le gramme (g) ; le milligramme (mg).
Pour convertir : 1kg = 1000 g ; 1g = 1000 mg.
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Balance de Roberval
Balance à affichage numérique :
Avantages : plus précise et on peut la tarer (rendre l’affichage
à zéro et mesurer la masse ajoutée seulement)
La masse volumique
La masse m, toute seule, ne renseigne pas sur la nature du corps. De même, le volume V ne donne aucune
information sur la nature de corps. Mais le quotient
est une constante qui caractérise le corps pur ; c’est sa
masse volumique.
Définition : la masse volumique d’une substance homogène est la masse d’une unité de volume.
Elle s’exprime dans les unités de SI en kg.m-3.
Unités usuelles : g.cm-3 ; kg.L-1. (1g.cm-3 = 1kg.L-1 = 1000 kg.m-3)
La densité
Densité d’un solide ou d’un liquide par rapport à l’eau
Combien de fois la substance est ’’plus lourde‘’ ou ‘‘moins lourde’’ que l’eau ? Savoir est ce que la substance flotte
ou coule dans l’eau.
Il suffit de prendre le même volume de la substance et de l’eau et mesurer les deux masses puis on fait le
rapport de la masse de la substance ms par la masse de l’eau me
d =
C’est un nombre sans unité.
B) EXERCICES
Utiliser, éventuellement, le tableau suivant :
substance
3
aluminium
cuivre
fer
argent
or
plomb
chloroforme
Eau
glace
éthanol
2700
8900
7900
10500
19300
11300
1480
1000
920
790
2,7
8,9
7,9
10,5
19,3
11,3
1,48
1
0,92
0,79
20 mL =
L;
(kg.m- )
densité
EXERCICE 1
2 mL =
3
5 cm =
L;
L;
3
3 dm =
3
4 m =
L ;
L;
3
50 cm =
L;
3
3 dm =
4 L =
3
m ;
200 mL =
L
3
3
cm ;
500 cm =
L
3
3 dm =
3
4 m =
3
mL
dm ;
4dm3 =
cm3
EXERCICE 2
1 kg =
EXERCICE3
1 g.cm-3 =
g;
20 g =
kg ;
100 g =
kg.m-3 ; 8 kg.L-1 =
kg;
g.cm-3 ;
10 mg =
7800 kg.m-3 =
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g;
500 g =
kg
g.L-1 =
kg.L-1
EXERCICE4
Donner le volume de liquide dans les éprouvettes ci-contre:
EXERCICE 5
On dispose d’une boule B métallique sphérique de rayon R = 1,42 cm.
1) Calculer le volume de la boule.
2) Pour vérifier le résultat on a utilisé une éprouvette graduée qui contient un volume V1 = 122 mL d’eau. Après
immersion de la boule dans l’eau, on lit un volume V2 = 134 mL. Retrouver le volume de la boule
3) Pour déterminer la masse volumique et la densité de la boule B, on réalise les pesées suivantes :
Tare
Tare
Tare
m2
m1
B
m3
V1
m1 = 296 g ; m2 = 170 g ; m3= 174 g.
Déterminer la masse de la boule B.
4) Déterminer la masse volumique du métal de la boule B.
Préciser la nature du métal.
5) Déterminer la masse volumique de l’eau.
6) En déduire la densité du métal de la boule.
EXERCICE6
Pour déterminer la masse volumique et la densité d’un alcool, on mesure la masse d’une éprouvette vide et avec la
même éprouvette, on mesure la masse d’un égal volume V = 200 mL d’eau et d’alcool :
alcool
eau
m0
m2
m1
1) Exprimer la masse volumique de l’eau en fonction des masses m 0, m1 et V. La calculer.
2) Exprimer la densité de l’alcool en fonction des masses m0, m1 et m2. La calculer.
3) En déduire la masse volumique de l’alcool. Préciser sa nature.
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EXERCICE7
Schématiser le contenu d’une éprouvette qui contient un mélange d’eau, huile et chloroforme.
EXERCICE8
L’alcool et l’eau sont miscibles.
On dispose d’un volume Va = 50 mL d’alcool de masse volumique
masse volumique
-3
= 1 g.cm . L’eau pèse me = 100 g.
= 0,8 g.cm-3 et un volume Ve
d’eau de
1) déterminer la masse ma d’alcool.
2) déterminer le volume Ve de l’eau.
3) On mélange l’alcool et l’eau de volume respectifs Va et Ve. Préciser la nature du mélange.
4) calculer la masse volumique du mélange obtenu.
5) Peut-on calculer la masse volumique d’un mélange d’eau et d’huile de la même façon ?
EXERCICE9
Un collier blanc argentée de volume V = 10 mL pèse 80 g.
S’agit-il du métal argent ?
EXERCICE10
Vous achetez un bijou en or, ayant un masse m = 25,1 g et un volume V = 2 cm3.
1) Décrire brièvement les expériences à réaliser pour déterminer la masse moyenne par unité de volume du bijou
acheté.
2) a) Ce bijou est-il creux ou plein ?
b) Si le bijou est creux, déterminer le volume de la cavité.
On donne la masse volumique de l’or
= 19,3 g.cm-3.
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