Définition et identification par la masse volumique
La masse volumique d'un corps ou d'une substance est le rapport entre sa masse et son volume.
Elle se calcule avec la formule :
où
- est la masse volumique (en kg/m³ ou g/cm³),
- la masse (en kg ou g),
- le volume (en m³ ou cm³).
Pour identifier une substance, on mesure sa masse volumique puis on la compare aux valeurs de référence dans une table des masses volumiques connues.
La masse volumique permet de reconnaître une substance en comparant sa valeur à celles des substances standards.
Expression littérale et notation
La masse volumique est une grandeur physique qui exprime la quantité de masse contenue dans un volume donné. Elle est notée par la lettre grecque ρ (rho).
1. Formules essentielles
-
Définition de la masse volumique :
où- est la masse (en kilogrammes, kg)
- est le volume (en mètres cubes, m³)
- est la masse volumique (en kilogrammes par mètre cube, kg/m³)
-
Formules dérivées :
- Pour trouver la masse :
- Pour trouver le volume :
- Pour trouver la masse :
À retenir : La masse volumique est le rapport de la masse sur le volume.
2. Notation
- La masse volumique est toujours notée par la lettre grecque ρ.
- Les formules permettent de passer facilement de la masse au volume et inversement grâce à cette notation.
Unités de la masse volumique
La masse volumique est exprimée en fonction de la masse et du volume selon la formule :
1. Unités dans le Système International (SI)
| Grandeur | Symbole | Unité SI | Symbole unité |
|---|---|---|---|
| Masse | kilogramme | kg | |
| Volume | mètre cube | m³ | |
| Masse volumique | kilogramme par mètre cube | kg/m³ |
2. Autres unités courantes
| Grandeur | Unités possibles | Symboles |
|---|---|---|
| Masse | kilogramme, gramme | kg, g |
| Volume | litre, centimètre cube | L, cm³ |
| Masse volumique | kilogramme par litre, gramme par centimètre cube | kg/L, g/cm³ |
La masse volumique s'exprime toujours en unité de masse divisée par unité de volume.
Conversions de volumes
1. Conversions de volumes
Les volumes se mesurent avec différentes unités, souvent liées entre elles par des puissances de 10. Voici les conversions essentielles à connaître.
a) Unités principales de volume
| Unité | Symbole | Équivalence en litres (L) |
|---|---|---|
| Mètre cube | m³ | 1 m³ = 1000 L |
| Décimètre cube | dm³ | 1 dm³ = 1 L |
| Centimètre cube | cm³ | 1 cm³ = 0,001 L |
b) Échelle des litres et sous-multiples
Les unités de volume en litres suivent un système décimal avec les préfixes :
| Unité | Symbole | Valeur en litres |
|---|---|---|
| Kilolitre | kL | 1 kL = 1000 L |
| Hectolitre | hL | 1 hL = 100 L |
| Décalitre | daL | 1 daL = 10 L |
| Litre | L | 1 L = 1 L |
| Décilitre | dL | 1 dL = 0,1 L |
| Centilitre | cL | 1 cL = 0,01 L |
| Millilitre | mL | 1 mL = 0,001 L |
c) Règles de conversion
- Pour passer d’une unité à une autre, on multiplie ou divise par 10 selon le nombre de rangs entre les unités.
- Chaque rang correspond à un facteur 10.
- Exemple :
d) Astuce pour convertir
- Descendre dans le tableau (vers les unités plus petites) → multiplier par 10 à chaque rang.
- Monter dans le tableau (vers les unités plus grandes) → diviser par 10 à chaque rang.
À retenir :
1 m³ = 1000 L = 1000 dm³ et 1 L = 1000 cm³ = 1000 mL.
Cette organisation permet de convertir rapidement les volumes entre unités usuelles sans erreur.