La masse volumique – 4ème – Cours – Cycle 4 – PDF gratuit à imprimer

Cours pour la 4ème sur « La masse volumique »

Chapitre 6 – La masse volumique

• MODULE 1 – La constitution de la matière
• THEME 1 : Organisation et transformations de la matière

I- Notions de masse, volume et masse volumique

   A/ La masse

• La masse d’un corps m est une grandeur physique qui représente la quantité de matière qui le compose.
• L’unité légale de la masse est le kilogramme, symbole kg.

   B/ Le volume

• Le volume V d’un corps est la grandeur physique qui indique l’espace qu’il occupe.
• L’unité légale du volume est le mètre cube, symbole m³.

   C/ La masse volumique

Activité de découverte : Notion de masse volumique

• La masse volumique ρ (rhô) d’un matériau est la masse de ce matériau par unité de volume.
• L’unité légale de la masse volumique est le kilogramme par mètre cube, symbole kg/m³. On peut utiliser d’autres unités comme le g/L; le kg/L ou le g/cm³.
• Un solide immergé dans un liquide flotte si sa masse volumique est inférieure à celle du liquide, sinon il coule. De la même manière, lorsque deux liquides non miscibles se superposent dans un récipient, celui de masse volumique la plus grande est au-dessous.

Exemple : Flaque d’huile sur l’eau

La masse volumique de l’huile est inférieure à celle de l’eau donc elle flotte sur l’eau.

• La masse volumique d’un corps solide ou liquide dépend de sa température.
• Elle est déterminée par la formule suivante :

Remarque : Très souvent, on ne donne pas la masse volumique d’un corps mais sa densité.                           Pour les liquides ou les solides, la densité d est le rapport de la masse volumique du corps par rapport à la masse volumique de référence qui est celle de l’eau. Cependant, la masse volumique de l’eau est de 1 kg/L (ou 1000 kg/m³) donc connaître la densité c’est connaître la masse volumique du corps. La densité et une grandeur sans unité.

II- Utilisation de la masse volumique

Démarche d’investigation : Quel est ce métal ?

• Grâce à la relation de la masse volumique, on peut calculer la masse ou le volume d’un corps connaissant au moins deux des trois grandeurs.

Exemple : Quelle est la masse en gramme de 10 mL d’aluminium de masse volumique égale à 2700 kg/m³ ?

ρ =m/V => m = ρ x V        ρ =2700 kg/m³ = 2,7 kg/L = 2,7 g/mL            AN : m = 2,7 x 10 = 27 g

• On peut également différencier deux espèces chimiques semblables à l’œil nu en déterminant leur masse volumique afin de les comparer aux masses volumiques connues.

III- Masse volumique d’un gaz

Activité documentaire : Le ballon d’hélium

• La masse volumique de l’air et de 1,2 g/L ou 1,2 kg/m³ dans les conditions habituelles de températures (20°C) et de pression (1013 hPa).
• A pression constante, la masse volumique d’un gaz diminue lorsque la température de ce gaz augmente.
• A température constante, la masse volumique d’un gaz diminue lorsque la pression de ce gaz diminue.

Dans ce chapitre 6 consacré à la masse volumique, vous trouverez également :

• Feuille d’exercices
• Activité documentaire : Le ballon d’hélium
• Activité de découverte : Notion de masse volumique
• Démarche investigation : Quel est ce métal ?