Chapitre IV – Masse et volume

 

I – Le volume

1) Définition

Le volume correspond à la place occupée par la substance quelque soit son état (solide, liquide ou gazeux) ; il mesure l’espace que prend un corps. 

2) Unités

Dans le système international d’unité, le volume s’exprime en mètre cube m³.
On utilise parfois des unités de capacité : le litre (L).

A retenir :      On a 1 L = 1 dm³    et       1 mL = 1 cm³.

volume

m3

 

 

dm3

 

 

cm3

 

 

mm3

capacité

1000 L

100 L

10 L

1 L

0,1 L

0,01 L

0,001 L

hL

daL

L

dL

cL

mL

µL


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Conversions

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3) Mesure du volume d’un liquide

Lecture du volume dans une éprouvette graduée

Pour mesurer le volume d’un liquide, on utilise une éprouvette graduée.

Poser l’éprouvette à plat sur la table.

La surface libre du liquide n’est pas plane ; elle forme un ménisque. On détermine correctement le volume en faisant correspondre le bas du ménisque avec la graduation voulue.

Pour lire le volume d’un liquide, il faut placer l’œil au bas du ménisque.

Ne pas oublier de noter le résultat avec son unité.

Exemple: V=120mL

 

 Comment lire une graduation sur une éprouvette graduée?

éprouvette graduée Pour effectuer une mesure correcte, il faut toujours commencer par regarder le volume correspondant à l’intervalle entre 2 petites graduations.

Pour cela, on choisit 2 graduations inscrites sur l’éprouvette : 20 mL et 30 mL pour notre exemple ci-contre.

Puis, on fait la différence entre ces deux graduations : 30 mL – 20 mL = 10 mL

On regarde ensuite le nombre d’intervalles qu’il y a entre ces deux graduations :  ici 5 intervalles .

On peut alors déterminer la valeur d’un intervalle : ici 10 mL ÷ 5 = 2 mL.

Donc pour l’éprouvette ci-contre, chaque intervalle représente 2 mL.

 


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Lecture de volumes

Indiquer les volumes de liquide dans les éprouvettes suivantes :
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4) Mesure du volume d’un solide

Le volume d’un solide se mesure par déplacement de liquide ou se calcule à partir d’une formule mathématique .

Méthode pour mesurer le volume d’un solide par déplacement d’eau :

On met un certain volume d’eau dans une éprouvette graduée.

On relève alors le volume V1 d’eau dans l’éprouvette.

éprouvette contenant de l'eau

 

 

Ici V1 = 26 mL

 

 

 

 

On met ensuite (délicatement) l’objet solide dont on veut connaître le volume dans l’éprouvette.

Le niveau de l’eau monte et on relève alors le volume V2 qu’indique l’éprouvette.

Solide plongé dans l'éprouvette graduée

 

 

Ici V2 = 32 mL.

On peut alors en déduire le volume du solide grâce au calcul suivant :

Vsolide = V2 – V1 = 32 mL – 26 mL = 6 mL.

 


 

Volumes de solides

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Calcul du volume de quelques solides réguliers :

Cube :

Volume d'un cube                          Vcube = côté x côté x côté  = c x c x c 

Parallélépipède rectangle :

Volume d'un pavé   Vparallélépipède rectangle = Longueur x largeur x hauteur  = L x l x h

Cylindre :

Volume d'un cylindre                              Vcylindre = π x rayon x rayon x hauteur = π x r x r x h


 

Calculs de volumes

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II – La masse

1) Définition

La masse est liée à la quantité de matière que contient un corps.

2) Unité.

Dans le système international d’unité, la masse s’exprime en kilogramme (kg).

1000 kg 100 kg 10 kg 1 kg 100 g 10 g 1 g 0.1 g 0.01 g 0.001 g
tonne  quintal   kilogramme hectogramme décagramme  gramme décigramme centigramme milligramme
 t  q    kg  hg  dag  g  dg  cg  mg

 


Conversions de masse

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3) Mesure de la masse d’un solide

La masse d’un corps se mesure à l’aide d’une balance (électronique, de Roberval,…).

Balance électronique

La balance électronique

Elles affichent directement la masse mesurée. Elles permettent aussi de faire une « tare ». La tare permet de remettre l’indication de la balance sur zéro pour ne mesurer ensuite que la masse du contenu.

 

 

 

 

Balance de Roberval

La balance de Roberval :

Quand le fléau de la balance est vertical, les deux plateaux sont en équilibre : la masse sur le plateau droit est égale à la masse sur le plateau de gauche. On dispose de boîtes de masses marquées qui permettent de réaliser l’équilibre.

 

 

 

 

 

4) Mesure de la masse d’un liquide

Expérience : Détermination de la masse d’un litre d’eau :

On place une éprouvette graduée sur le plateau de la balance.

Mesure de la masse de l'éprouvette

On appuie sur le bouton TARE : la balance indique alors 0 g.

La masse de l’éprouvette n’est plus prise en compte!

Mise en tare

On verse alors 250 mL d’eau dans l’éprouvette.   On lit l’indication de la balance : 250 g

Mesure de la masse de l'eau

La masse de 250 mL d’eau est voisine de 250 g.

Or 1 L = 4 x 250 mL donc :

1L d’eau pèse 4 x 250 g = 1000 g = 1 kg

Conclusion :

La masse d’un litre d’eau est d’environ 1 kg.

 


Masse de l’eau et de l’huile.

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Activité Volume et masse (élève)

Activité Volume et masse (corrigée)

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