Exercices :

1) Détermine la nature de la matière qui compose l’objet qui t’est présenté.

Note ton mode opératoire et tes mesures.

2) Complète les phrases suivantes :

Si pour un même volume, le corps en cuivre a une masse plus petite que le bloc en

plomb, sa masse volumique est alors plus _______________________.

Pour des corps de même volume, celui avec la plus grande masse a une masse

volumique plus _____________________.

Un corps en aluminium a un volume _____________ qu’un corps en plomb de même

masse.

Pour des corps de même masse, celui avec le plus grand volume a une masse

volumique plus _______________________.

Exercices résolus

xercice résolu 1 : Calcule la masse volumique (en g/ cm3 et en kg/m3) d’un corps de masse

1,19 kg et de volume 134 cm3. De quel matériau pourrait-il s’agir ?

Solution :

Données : Inconnue Formule Résolution

masse : m = 1,19 kg = 1190 g ; volume : V = 134 cm3.

La masse volumique du corps vaut : = 8880 kg /m³.

En regardant dans le tableau en annexe tu peux déduire que le corps pourrait être fait de

nickel ou de cuivre, car le résultat trouvé est proche de la valeur donnée pour la masse

volumique de ces matériaux : nickel = 8,90 g/ cm3 et cuivre = 8,96 g /cm3.

xercice résolu 2: Un corps en fer a une masse de 9 kg. Calcule son volume.

Solution :

Données : Inconnue Formule Résolution

Données : m = 9 kg ;

fer = 7,87 g /cm³ =7870 kg /m³ .

V

Le volume du corps en fer vaut 1140 cm3.

Exercices

1) * Pour les phrases suivantes, indique à quelle grandeur physique on s’intéresse et réécris-

les en utilisant un vocabulaire scientifique correct.

a) «Le fer est plus lourd que le bois».

b) «Pierre est plus lourd que Jean».

2) * Classe les corps suivant la masse volumique du matériau duquel ils sont fait : lampe en

laiton, pièce d’or, casserole en aluminium, verre à boire, table en bois, pince en plastique,

fil de cuivre, plaque de béton.

3) * Un corps a un volume de 10 cm3 et une masse de 85 g.

a) Calcule la masse volumique du corps (en g/cm3 et en kg/m3).

b) De quel matériau le corps est-il formé ? Explique le raisonnement !

4) * Calcule le volume d’un lingot d’or de masse de 1 kg.

5) * Convertis les unités suivantes ! Indique toutes les étapes !

0,0045 cm3 = ... m3 12,5 t = ... kg

0,67 m3 = ... mm3 3,9 g/ cm3 = ... kg/ m3

47,3 l = ... m3 13000 kg/ m3 = ... g/ cm3

97,8 kg = ... g 0,68 t/m3 = ... kg /m3

673,2 mg = ... kg 8,9 kg /dm3 = ... g/ cm3

6) ** Un des corps sur la balance à côté est formé de plomb et

l’autre est formé de fer.

Compare les masses, les volumes et les masses volumiques des

corps ! Déduis-en quel corps est en plomb et lequel est en fer !

7) ** Les affirmations suivantes sont-elles vraies ou fausses ? Jus-

tifie la réponse !

a) «La masse volumique de l’eau dépend du volume d’eau.»

b) «Un corps plus grand est plus lourd.»

c) «Le bois flotte sur l’eau parce qu’il est plus léger que l’eau.»

d) «Un corps a une masse de 5 kg et une masse volumique de 2,7 g/cm3. Si la masse est

doublée, la masse volumique est aussi doublée.»

e) «Un corps de masse 5 kg a une masse volumique de 2,8 g/cm3. Si on le coupe en deux, la

masse volumique devient 1,4 g/cm3.»

8) ** Pour la construction d’un avion, on a utilisé 16,4 t d’aluminium.

a) Calcule la masse de cet avion s’il était construit en fer.

b) Explique pourquoi on utilise de l’aluminium et non pas du fer pour construire cet avion. (exercices Jeff Speltz / Nicole Fantini)

Exercices supplémentaires :

1. Une masse volumique peut s'exprimer en :

g.L

g.cm-3

g.cm3

g.L-1

2. Quelles sont les définitions possibles pour la densité d’un liquide par rapport à l’eau?

masse volumique du liquide / masse volumique de l'eau

volume d'une masse donnée de liquide / volume d'une même masse d'eau

masse liquide / volume liquide

masse d'un volume donné de liquide / masse d'un même volume d'eau

3. Un morceau de fer de 20cm3 pèse 152g. Calculez la masse volumique du fer en g.cm-3

puis en g.L-1 et en kg.m-3.

4. Calculer la densité de l’éthanol sachant que sa masse volumique est : ρ(éthanol) =0,82

g.cm-3.

5. Un volume de 1 L d'alcool pèse 789 g. On peut affirmer que l'alcool est :

□ plus dense que l'eau

□ moins dense que l'eau.

6. L’heptane est un solvant. Pour déterminer sa densité, on verse 0,050L d’heptane dans

une éprouvette graduée, que l’on pèse sur une balance de précision ; la masse

mesurée est de 94,35g. L’éprouvette graduée est pesée vide. On note alors une masse

de 60,35g.

1) Calculer la masse volumique de l’heptane en g.cm-3.

2) Calculer la densité de l’heptane.

7. La densité de l’acétone est 0,79. Déterminer la masse de 30mL d’acétone.

• Réponses :

Ex 1 : g.cm-3 et g.L-1

EX 2 : Réponses 1 et 4

Ex 3 : La masse volumique est donnée par :

ρ = m / V = 152/20 = 7,6 g.cm-3.

En g.L-1 : V = 20 cm3 = 0,020 L donc : ρ = 152/0,020 = 7600 g.L-1.

En kg.m-3 : m = 152g = 0,152kg et V = 20 cm3 = 2,0×10-5 m-3 donc :

ρ = 0,152/ 2,0×10-5 = 7600 kg.m-3.

EX 4 : On sait que la masse volumique de l’eau en g.cm-3 est : ρ(eau) = 1 g.cm-3.

On peut calculer la densité avec la formule : d(éthanol) = (ρ(éthanol)) / (ρ(eau)) = 0,82 / 1 =

0,82.

Deuxième méthode : La densité s’exprime par le même nombre que la masse

volumique en g.cm-3. Donc : d = 0,82.

Ex 5 : 1L d’eau pèse m = 1000g.

La densité de l’alcool est :

d = (m(alcool)) / (m(eau)) = 789 / 1000 = 0,789

Donc : d(alcool) < d(eau) donc l’alcool est moins dense que l’eau.

Ex 6 : Masse de l’heptane : m = 94,35 – 60,35 = 34g.

On convertit le volume : V = 0,050L = 50mL = 50 cm3.

Masse volumique : ρ = m / V = 34 / 50 = 0,68.

Densité : d = 0,68.

• Ex 7 : La masse de 30 mL d’eau est : 30g car 1mL pèse 1g.

• La densité est définie par : d = (masse d’un volume donné de l’espèce chimique) /

(masse d’un même volume d’eau)

• Donc : la masse de 30mL d’acétone est :

m = d × (masse de 30mL d’eau) = 0,79 × 30 = 23,7g.

Références : http://scphysiques.free.fr/2nde/documents/massevolumique.ppt