Masse volumique et densité

La masse d’un objet correspond à la quantité de matière qu’il contient. Elle se mesure avec une balance et s’exprime en kilogramme (kg) ou en gramme (g). Le volume représente l’espace occupé par l’objet ; on le mesure avec une éprouvette graduée et il s’exprime en litre (L) ou en centimètre cube (cm³). Ne confonds pas la masse et le volume : un gros ballon de baudruche a un grand volume mais une petite masse, alors qu’une bille de plomb a un petit volume mais une masse importante.

La masse volumique d’une substance est la masse d’un échantillon divisée par son volume. Elle permet d’identifier un matériau car chaque corps pur possède une masse volumique qui lui est propre. On la note par la lettre grecque ρ (rhô) et on la calcule avec la formule ρ = m / V. Les unités courantes sont le gramme par millilitre (g/mL), le kilogramme par litre (kg/L) ou le gramme par centimètre cube (g/cm³). Par exemple, la masse volumique de l’eau pure est 1 g/mL : cela signifie qu’un millilitre d’eau a une masse de 1 gramme.

Pour déterminer la masse volumique d’un liquide, on commence par peser une éprouvette graduée vide, puis on la remplit avec le liquide et on la pèse à nouveau. La différence donne la masse du liquide. On lit ensuite le volume directement sur l’éprouvette. Il ne reste plus qu’à appliquer la formule ρ = m / V. Cette méthode simple permet de comparer différents liquides et de comprendre pourquoi certains flottent sur d’autres.

La densité d’un objet compare sa masse volumique à celle de l’eau. On la calcule en divisant la masse volumique de l’objet par 1 g/mL (masse volumique de l’eau). Si la densité est inférieure à 1, l’objet flotte ; si elle est supérieure à 1, il coule. Par exemple, l’huile a une densité d’environ 0,9 : elle flotte sur l’eau. Le fer a une densité de 7,8 : il coule. La densité n’a pas d’unité, c’est un simple nombre.