Mesures de masse et de volume

Mesurer une masse

La masse mesure la quantité de matière contenue dans un corps. Elle s'exprime en kilogrammes (kg), grammes (g) ou milligrammes (mg). Pour mesurer une masse, on utilise une balance. Il est indispensable de la tarer (remettre à zéro) avant toute mesure.

Mise en pratique

Exercice : Une balance indique 250 g après avoir pesé un objet. Exprime cette masse en kg. Réponse : m = 250 g = 0,250 kg (on divise par 1000).

Mesurer un volume

Le volume mesure l'espace occupé par un corps. Il s'exprime généralement en litres (L), millilitres (mL) ou mètres cubes (m³). Pour mesurer le volume d'un liquide, on utilise une éprouvette graduée. La surface du liquide forme une courbe appelée ménisque ; la lecture s'effectue toujours au niveau du bas de cette courbe, les yeux placés à la même hauteur.

Conversions d'unités

Il est souvent nécessaire de convertir les unités de volume pour passer des litres aux mètres cubes. Voici les relations essentielles à connaître :

• $1\text{ L}=1{\text{ dm}}^3$
• $1\text{ mL}=1{\text{ cm}}^3$
• $1{\text{ m}}^3=1000\text{ L}$

Mise en pratique

Exercice : Convertis V = 2,5 L en mL. Réponse : $V=\mathrm{2,5}\text{ L}=\mathrm{2,5}\times 1000=2500\text{ mL}$

Masse volumique et densité

La masse volumique ($\rho$) est une caractéristique propre à chaque matière. Elle relie la masse et le volume d'une substance selon la formule : $\rho =\frac{m}{V}$ Elle s'exprime en kg/m³ ou en g/cm³. Cette grandeur permet l'identification d'une substance inconnue en comparant la valeur calculée aux valeurs de référence. La densité, quant à elle, compare la masse volumique d'une substance à celle de l'eau.

Mise en pratique

Exercice 1 : Un objet de masse 200 g occupe un volume de 50 cm³. Calcule sa masse volumique. Réponse : $\rho =\frac{m}{V}=\frac{200}{50}=4{\text{ g/cm}}^3$

Exercice 2 : Un échantillon de 270 g occupe 100 cm³. Sachant que l'aluminium a une masse volumique de 2,7 g/cm³, de quelle substance s'agit-il ? Réponse : $\rho =\frac{270}{100}=\mathrm{2,7}{\text{ g/cm}}^3$. C'est donc de l'aluminium.

Définitions

Balance

Instrument de mesure permettant de déterminer la masse d'un objet.

Densité

Rapport entre la masse volumique d'une substance et celle de l'eau (nombre sans unité).

Éprouvette

Récipient en verre gradué utilisé pour mesurer le volume d'un liquide.

Masse

Quantité de matière contenue dans un corps, exprimée en kilogrammes (kg) ou grammes (g).

Masse volumique

Masse d'une substance par unité de volume, notée $\rho$ et exprimée en kg/m³ ou g/cm³.

Ménisque

Courbure que prend la surface d'un liquide dans un récipient.

Volume

Espace occupé par un corps, exprimé en litres (L) ou mètres cubes (m³).