Chapitre IV Masse et volume d’une substance

I] Mesure du volume d’une substance

1. Définition

Le volume d’une substance représente l’espace occupé par celle-ci.Il se mesure en mètre cube ( m3 ) pour les solides, liquides et gaz.On peut l’exprimer aussi en litre ( L ) pour les liquides et les gaz.

2. Comment mesurer le volume d’un liquide ?

Il existe au laboratoire des récipients gradués ( éprouvette, bécher, erlenmeyer ) ou jaugés ( fiole, pipette ) pour mesurer le volume d’un liquide.

Fiche méthode : Comment utiliser une éprouvette graduée ?

Pour mesurer le volume d’un liquide dans une éprouvette graduée, je dois :

1) Ecrire le volume maximal de l’éprouvette graduée et son unité

2) Calculer le volume entre 2 traits consécutifs de graduation

3) Placer mon œil en face du bas du ménisque du liquide

4) Lire le volume de liquide et le noter avec son unité

TP n°10 : Mesure du volume d’un liquide avec une éprouvette graduée

But du TP : Après avoir lu la fiche méthode du cours, choisis 2 éprouvettes graduées dans la salle et pour chacune d’elles, réponds aux questions suivantes pour déterminer le volume d’eau dans l’éprouvette graduée. Attention, n’oublie pas les unités de mesure !

Eprouvette n° ………

1) Volume maximal : Vmax = …………………… 2) Le volume compris entre 2 traits de graduation est égal à …………………………. 3) Je place mon œil au niveau du bas du ménisque du liquide. 4) Je lis V LIQ = ………………………

Phrase de conclusion : L’éprouvette graduée n° contient mL d’eau

N° éprouvette Vmax ( mL ) V entre 2 traits V liquide ( mL )1

100 1

722 323 574 435 936

250 2

767 2368 1949 10410 14211

500 5

40512 13013 33014 8515 240

ℓ

3. Comment mesurer le volume d’un solide ?

TP n°11 : Mesure du volume d’un solide par 2 méthodes

Expérience n°1 ( Méthode par immersion ) Plonge un solide dans un récipient qui contient de l’eau et fais le schémaL’eau monte dans l’éprouvette graduée car le solide prend la place de l’eau.

Conclusion et schémas :

Pour calculer le volume du solide, on fait :Vsolide = V2 – V1

Ici, V2 = 395 mL et V1 = 300 mLdonc Vsolide = 395 mL - 300 mL = 95 mL = 95 cm3

Expérience n°2 ( Méthode par le calcul )

On peut calculer les volumes de certains solides grâce à leurs dimensions.

Solides Volume du solide

Cube

Vcube = a × a × a

Ex : a = 10cm Vcube = 10cm × 10cm × 10cm = 1000 cm3

a = 1dm Vcube = 1 dm × 1dm × 1dm = 1 dm3

donc 1000 cm3 = 1 dm3

Pavé

Vpavé = L × h × ℓ

Ex : L = 30cm ; h = 11cm ; ℓ = 16cm Vpavé = 30cm × 11cm × 16cm = 5280 cm3 = 5,280 dm3

Cylindre

3,14 × D × D × h

4

Ex : h = 48cm et D = 6cmVcylindre = ( 3,14 × 6cm × 6cm × 48cm ) ÷ 4 = 1356 cm3 = 1,356dm3

Vcylindre =

V1 V2 Solide dont on

veut déterminerle volume

a

h

L

hD

4. Volume et unités

TP n°12 : Volume et unités

But du TP : Nous allons chercher s’il existe un lien entre le litre et le dm3.

Expérience Remplis une fiole jaugée de 1L d’eau puis transvase-la dans un cube de 1 dm de côté.

Calcul du volume du cube en dm3

Vcube = a × a × a = 1dm × 1dm × 1dm = 1 dm3

Calcul du volume du cube en cm3 et de la fiole en mL

Vcube = 1 dm3 = 1000 cm3

Vfiole = 1 L = 1000 mL

Conclusions :

II] Mesure de la masse d’une substance

1. Définition

La masse d’une substance représente la quantité de celle-ci.Elle se mesure en kilogramme ( kg ). On l’exprimera aussi en gramme ( g ) sachant que :

1kg = 1000g ou 1g = 0,001kgLa masse d’une substance se mesure avec une balance.

1L = 1dm3 1mL = 1 cm3

1dm 1L

Le cube est plein à ras bords.

2. Fiche méthode : comment mesurer la masse d’un solide et d’un liquide ?

Pour mesurer la masse d’un solide ou d’un liquide, je dois :

1) Regarder la masse maximale supportée par la balance.2) Appuyer sur la touche ON.3) Déposer le récipient sur le plateau et appuyer sur la touche TARE.4) Déposer le solide ou le liquide dans le récipient et noter sa masse avec son unité.

3. Masse d’un litre d’eau

TP n°13 : Proportionnalité entre la masse et le volume d’un liquide

Lecture de la fiche méthode Expérience n°1 : Mesure de la masse de 100 mL d’eau

En déduire la masse de 1L d’eau Produit en croix

Masse de l’eau ( g ) 100 X

Volume de l’eau ( mL ) 100 1000

La masse d’un litre d’eau est égale à 1000 g, soit 1kg.

Expérience n°2 : Tous les liquides ont-ils la même masse ?

On réalise la même expérience que précédemment avec 100 mL d’huile.On trouve une masse de 93g.

Conclusion : Tous les liquides n’ont pas la même masse.Il n’y a que l’eau pure pour laquelle on trouve que 1L pèse 1 kg.

Remarques : Si, dans un exercice, on dit qu’un litre de liquide pèse 1 kg alors on en déduit que ce liquide est de l’eau.Si, dans un exercice, on dit qu’on prend 1 litre d’eau, alors sa masse sera de 1 kg.

Il ne faut jamais écrire 1L = 1 kg !!!!!!! ( ce n’est valable que pour l’eau )

100 mL

100 g

200 mL

200 g

Il y a proportionnalité entre la masse et le volume d’eau.

1000 × 100X = = 1000 100

Fiole jaugée

Balance