Le volume et la masse
Objectifs
À la fin de ce chapitre, vous saurez :
• définir le volume d'un corps et citer ses unités ;
• mesurer le volume d'un liquide avec une éprouvette graduée ;
• mesurer le volume d'un solide par déplacement de liquide ;
• définir la masse d'un corps, citer ses unités et la mesurer avec une balance.
Situation de départ
Une canette affiche « 33 cL », une gourde « 75 cL », le compteur d'eau de la maison indique des « m3 », et la balance de cuisine affiche des grammes.
Que mesurent ces nombres, et comment les mesurer soi-même ?
I. Le volume
1. Le volume
On plonge un flacon fermé dans un bécher rempli à ras bord. De l'eau déborde : le flacon occupe une place.
Le volume V d'un corps est la grandeur qui caractérise l'espace qu'il occupe.
Les unités de volume
| Unité | Symbole | Équivalence |
|---|---|---|
| mètre cube | m3 | 1 m3 = 1000 L |
| décimètre cube | dm3 | 1 dm3 = 1 L |
| litre | L | 1 L = 100 cL = 1000 mL |
| centimètre cube | cm3 | 1 cm3 = 1 mL |
La capacité d'un récipient est le volume maximal qu'il peut contenir. Une canette de 33 cL contient 330 mL, soit 330 cm3.
2. Mesurer le volume d'un liquide
lire le volume au bas du ménisque
Au laboratoire, on utilise une éprouvette graduée. La surface du liquide forme un petit creux, le ménisque.
Bien lire une éprouvette
- Placez l'œil au niveau de la surface du liquide et lisez la graduation au bas du ménisque.
- Pour plus de précision, choisissez l'éprouvette dont la capacité est juste au-dessus du volume à mesurer : pour 47 mL, une éprouvette de 50 mL plutôt que de 250 mL.
Pour injecter 1 mL de médicament, l'infirmier choisit une seringue de 2 mL plutôt que de 10 mL.
3. Mesurer le volume d'un solide
mesure du volume d'un solide par déplacement d'eau
- Pour un solide de forme simple, on calcule : cube d'arête a : V = a × a × a. Un cube de 2 cm d'arête a un volume de 8 cm3.
- Pour un solide de forme quelconque, on verse un volume V1 d'eau dans une éprouvette, on y plonge entièrement le solide, et on lit le nouveau volume V2 :
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