Masse d'un litre d'eau

Note : On considère ici que l'eau est de l'eau pure.
On appellera solution aqueuse tout liquide résultant d'un mélange d'eau et d'un autre composé.

Le récipient permettant de mesurer avec la plus grande précision un volume de 1 L est une fiole jaugée de 1 L.
On utilise la méthode de mesure de la masse d'un liquide.
On place la fiole sur la balance électronique (doc. 1.) :

Doc. 1. Mesure de la masse de la fiole jaugée vide.

La tare met l'affichage à zéro. La fiole jaugée est ensuite remplie d'eau pure jusqu'à son trait de jauge, puis elle est replacée sur la balance électronique (doc. 2.) :

Doc. 2. Mesure de la masse de l'eau contenue dans une fiole jaugée de 1 L.

La fiole jaugée est ensuite remplie d'eau pure jusqu'à son trait de jauge, puis elle est replacée sur la balance électronique (doc. 2.).

Résultat : la masse d'un litre d'eau est de 1 kg.  

Dans les mêmes conditions que précédemment, on mesure les masses correspondant à différents volumes d'eau.
Les résultats sont les suivants :
 

Doc. 3. Masse de l'eau en fonction du volume.

On constate que :
– quand le volume est multiplié par 2, 200 mL = 2 × 100 mL, alors la masse est aussi multipliée par 2 :
200 g = 2 × 100 g ;
– quand le volume est multiplié par 5, 500 mL = 5 × 100 mL, alors la masse est aussi multipliée par 5 :
500 g = 5 × 100 g.
Résultat : La masse d'eau est donc proportionnelle à son volume.

Puisque le volume et la masse de l'eau sont proportionnels, il suffit de connaître l'une de ces grandeurs pour pouvoir déterminer l'autre.
Il est indispensable de connaître l'équivalence suivante : 1L d'eau a une masse de 1 kg.

Remarque : 1 L = 1000 mL et 1 kg = 1000 g. On peut donc aussi utiliser l'équivalence 1 mL d'eau a une masse de 1 g.

Exemples
– Masse de 3,5 L d'eau
Puisqu'un litre d'eau a une masse de 1 kg, alors 3,5 L d'eau a une masse de 3,5 kg.
– Masse de 561 mL d'eau
Puisqu'un millilitre d'eau a une masse de 1 g, alors 561 mL d'eau a une masse de 561 g.
– Masse de 5,2 dm³ d'eau
5,2 dm³ = 5,2 L et puisqu'un litre d'eau a une masse de 1 kg, alors 5,2 L d'eau a une masse de 5,2 kg.

La mesure de masse est réalisée pour un litre de deux autres liquides : une solution aqueuse (mélange d'eau et de sel) d'une part, et de l'huile d'autre part.
En suivant la méthode de mesure de la masse d'un liquide, on trouve les résultats suivants (doc. 4):
– masse d'un litre d'eau salée : 1210 g ;
– masse d'un litre d'huile : 910 g.

Doc. 4. Mesures des masses d'un litre d'eau salée et d'un litre d'huile .

La masse d'un litre de solution aqueuse (mélange contenant de l'eau) est différente de celle d'un litre d’eau pure.
La masse d'un litre d'un autre liquide est différente de celle d'un litre d'eau pure.

Si un litre de liquide a une masse de 1 kg, il s'agit d'eau pure. Si un litre de liquide a une masse différente de 1 kg, il s'agit d'une solution aqueuse ou d'un autre liquide.