4e – Physique-chimie · Organisation et transformations de la matière

La masse volumique

Exercices corrigés de physique-chimie (4e) sur la masse volumique : formule, conversions d’unités, identifier une substance, flotter ou couler.

L’essentiel à retenir

La masse volumique est la masse d’une substance par unité de volume : $ρ = \frac{m}{V}$ .
Unités courantes : g/cm³, g/mL, g/L, kg/m³. Pour l’eau : $ρ = 1 g/cm^{3} = 1000 g/L = 1000 kg/m^{3}$ .
Un objet plein flotte sur un liquide si sa masse volumique est inférieure à celle du liquide ; il coule si elle est supérieure.

Exercice 1

Pour commencer

Un cube de 20 cm³ a une masse de 54 g. Calcule sa masse volumique.

Voir le corrigé

$ρ = \frac{54}{20} = 2, 7$ g/cm³.

Exercice 2

Pour s’entraîner

Avec le résultat précédent et ce tableau, identifie le métal : aluminium 2,7 g/cm³ ; fer 7,9 g/cm³ ; cuivre 8,9 g/cm³.

Voir le corrigé

Le cube est en aluminium (2,7 g/cm³).

Exercice 3

Pour s’entraîner

Quelle est la masse de 2 L d’huile, sachant que $ρ_{huile} = 0, 92$ g/mL ?

Voir le corrigé

$V = 2 L = 2000$ mL ; $m = ρ \times V = 0, 92 \times 2000 = 1840$ g, soit 1,84 kg.

Exercice 4

Pour s’entraîner

Dans l’eau ( $ρ = 1$ g/cm³), que font : a) un bouchon de liège (0,24 g/cm³) b) une bille d’acier (7,8 g/cm³) c) un glaçon (0,92 g/cm³) ?

Voir le corrigé

a) flotte b) coule c) flotte (0,92 < 1)

Exercice 5

Pour aller plus loin

On verse de l’huile et de l’eau dans un verre. Après quelques minutes, quel liquide se retrouve au-dessus ? Justifie.

Voir le corrigé

L’huile (0,92 g/mL) a une masse volumique plus faible que l’eau (1 g/mL) et les deux ne se mélangent pas : l’huile se place au-dessus.