Masse d'un litre d'eau - Cours de Physique Chimie 5eme avec Maxicours - Collège

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Masse d'un litre d'eau

Objectif
Il existe des méthodes simples permettant de mesurer le volume d'un liquide ainsi que sa masse.
Quelle masse mesure-t-on pour un litre d'eau ?
Cette masse varie-t-elle selon la nature du liquide ?
1. Détermination de la 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.) :

mise à zéro de l'affichage

fiole jaugée remplie et pesée

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.  

2. Proportionnalité entre masse et volume

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.

3. Détermination d'un volume d'eau à partir de sa masse

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.

4. Masse d'un litre d'un liquide autre que l'eau pure

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.

 

Mesure de la masse d'un litre d'eau salée

 

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.


L'essentiel
• La fiole jaugée est le récipient le plus précis pour mesurer un volume donné de liquide.

1 L d'eau pure a une masse de 1 kg ; 1 mL d'eau pure a une masse de 1 g.

• La masse de l'eau est proportionnelle à son volume. Cette proportionnalité permet de déterminer la masse d'un volume donné d'eau ou au contraire de déterminer le volume correspondant à une masse donnée d'eau.

• La masse d'un autre liquide est différente de celle d'un litre d'eau pure.
La masse d'un mélange contenant de l'eau est différente de celui de l’eau pure.
Si un litre de liquide possède une masse de 1 kg, on peut en déduire qu'il s'agit d'eau pure, sinon il s'agit d'un mélange ou d'un autre liquide.

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