Mesurer la masse d'un liquide - Cours de Physique Chimie 5eme avec Maxicours - Collège

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Mesurer la masse d'un liquide

Objectif
Chaque objet ou substance possède un volume, mais aussi une masse.
Quelle est la différence entre ces deux grandeurs?
Comment effectuer la mesure de la masse d'un liquide, et quelle unité utilise-t-on pour l'exprimer ?
1. Qu'est-ce que la masse ?
a. Masse et matière
La masse d'un objet dépend :
– de la quantité de matière qu'il contient (plus l'objet contient de matière, plus sa masse est élevée) ;
– du type de matière dont il est constitué (exemple : un objet en fer sera plus lourd qu'un objet en plastique de forme et taille identiques).
b. Ne pas confondre masse et volume
La masse et le volume sont deux grandeurs différentes même si elles sont liées entre elles : plus le volume d'un objet est grand, plus il contient de matière, et plus la masse est grande.
c. Ne pas confondre masse et poids
Dans le langage courant, on confond souvent le poids et la masse, mais ces deux grandeurs sont différentes : le poids correspond à la force avec laquelle la Terre attire un objet vers elle, alors que la masse concerne la quantité de matière de cet objet.
2. Masse et unités de masse
a. Anciennes unités de masse
Avant 1795 coexistaient de nombreuses unités de masse. La plus utilisée était la livre qui valait environ 500 g, mais dont valeur pouvait varier d'une région à une autre. Ces différences posaient problème, notamment lors des échanges commerciaux, ce qui conduisit à établir en 1795 une unité de masse commune : le kilogramme.
b. Unités de masse usuelles et conversions
L'unité de masse internationale est le kilogramme (symbole : kg), mais on utilise également ses sous-multiples : l'hectogramme (hg), le décagramme (dag), le gramme (g), le décigramme (dg), le centigramme (cg) et le milligramme (mg).
D'autres unités courantes sont la tonne (t) et le quintal (q).

Équivalences à connaître :
1 t = 1000 kg ; 1 q = 100 kg ; 1 kg = 1000 g ; 1 g = 1000 mg ; 1 t = 1000 kg.

Pour retrouver ces équivalences et effectuer des conversions, on utilise le tableau suivant :

Exemples :
– Convertir 20,5 g en mg :

Donc 20,5 g = 20500 mg.

– Convertir 104 mg en g :

Donc 104 mg = 0,104 g.

3. Mesurer la masse d'un liquide
a. Matériel pour mesurer une masse
Pour mesurer une masse, on utilise une balance.
Il en existe plusieurs modèles (Doc.1.):
– la balance à trébuchet ;
– la balance de Roberval ;
– la balance électronique.
balance trébuchet balance roberval

 Doc. 1. Balance à trébuchet

 Doc. 2. Balance de Roberval

La balance à trébuchet et celle de Roberval (doc. 1 et 2) fonctionnent sur le même principe : l'objet de masse inconnue est déposé sur un plateau tandis que sur le second plateau on ajoute des masses connues. Lorsque l'équilibre est obtenu, la somme des masses ajoutées est égale à la masse de l'objet.

La balance électronique, quant à elle, est plus simple et plus rapide d'utilisation : elle indique directement la masse de l'objet posé sur son plateau.

b. Méthode pour mesurer la masse d'un liquide

On utilise de préférence une balance électronique.
La masse du liquide ne peut être mesurée directement, car il faut tenir compte du récipient qui le contient.
Deux méthodes sont possibles.

• Méthode 1
– Mesurer la masse du récipient vide ;
– verser le liquide dans le récipient ;
– mesurer la nouvelle masse.
La masse du liquide s'obtient par soustraction de la masse du récipient à la masse totale.

Exemple
– Pesées

Doc. 3. On mesure de la masse du récipient vide. Doc. 4. Après avoir introduit le liquide, mesure de la masse totale.

– Calcul de la masse du liquide
On soustrait la masse du récipient vide (doc. 3) à la masse totale (doc. 4) : 1220 - 220 = 1000 g.
La masse du liquide introduit dans le flacon est de 1000 g.

• Méthode 2 (plus simple et plus rapide)
– Placer le récipient vide sur la balance (doc. 5) ;
– effectuer alors une tare (en appuyant sur le bouton tare) : il s'agit d'une remise à zéro de l'affichage de la balance (doc. 6);
– verser le liquide dans le récipient.
La masse du liquide est affichée directement (doc. 7).


Doc. 5. Mesure de la masse de la fiole.

 

Doc. 6. On effectue une tare.

Doc. 7. Après avoir introduit le liquide,
mesure de la masse directement.

L'essentiel

• La masse d'un objet dépend de la quantité de matière qu'il contient et du type de matière.
La masse est une grandeur différente du volume et du poids avec lesquels elle ne doit pas être confondue.
L'unité internationale de masse est le kilogramme, mais on utilise aussi ses sous-multiples.

• Les principales équivalences sont :

1 kg = 1000 g ; 1 g = 1000 mg ; 1 t = 1000 kg ; 1 q = 100 kg.

Les autres équivalences se retrouvent avec le tableau de conversion suivant :

• Pour mesurer une masse on utilise une balance (balance à trébuchet, balance de Roberval ou balance électronique).
Pour mesurer la masse d'un liquide, on utilise de préférence une balance électronique en faisant appel à la fonction tare (remise à zéro).

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