Science et technologie s1501

La mesure de la masse

Cette fiche explique les manipulations à suivre pour déterminer la mesure de la masse d'une substance. 

La masse est la quantité de matière contenue dans un objet ou une substance. Lorsqu’on veut la mesurer, il faut le faire avec le plus de précision possible. Pour y parvenir, on utilise les techniques de mesure appropriées en fonction de l'état de la matière.

La balance à fléau

Voici les différentes parties d'une balance à fléau.

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Il existe un autre modèle de balance à fléau dans lequel le plateau est accroché à un crochet. Lorsque ce type de balance est utilisé, il est important que le support soit placé adéquatement dans le crochet afin d'éviter que le plateau ne touche à la base de la balance.

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De plus, ces balances sont calibrées industriellement, ce qui fait en sorte qu'un plateau est conçu pour une seule et unique balance. Il est donc important de vérifier que le numéro du plateau (situé sous le plateau) soit le même que le numéro de la balance.

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La procédure à suivre pour mesurer la masse

La méthode à privilégier pour mesurer la masse est la même peu importe l'état de l'objet à peser.

  1. Mettre les curseurs de la balance à zéro. S'assurer que le plateau est propre.

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    Il faut s'assurer que les curseurs soient bien placés dans les encoches des fléaux.
    De plus, il faut éviter que la balance soit sur une table qui n'est pas au niveau et qu'elle ne soit pas en contact avec d'autres objets comme le comptoir ou de la verrerie.


  2. Vérifier que l’aiguille indique le point zéro. Si l'aiguille n'est pas alignée avec le point zéro, calibrer la balance avec le bouton d'ajustement.
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  3. Déposer l'objet à peser sur le plateau de la balance.
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  4. Déplacer le curseur de la plus grande échelle jusqu’à ce que l'aiguille soit plus basse que le point zéro.
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  5. À ce moment, ramener le curseur une encoche vers la gauche afin que l'aiguille soit au-dessus du point zéro.
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  6. Répéter les étapes 4 et 5 avec le deuxième curseur.
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  7. Déplacer le curseur de la plus petite échelle balance jusqu’à ce que l'aiguille soit parfaitement alignée avec le point zéro.
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    Les balances sont très sensibles au mouvement. Si une personne bouge à proximité d'une balance, il peut être difficile de trouver la masse précise d'un objet. Il est donc très important de travailler calmement en laboratoire.

  8. Additionner la masse des curseurs pour trouver la masse de l'objet. Noter la masse.
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  9. Remettre les curseurs de la balance à zéro.

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La mesure de la masse d'un solide

Matériel

  • Solide à peser
  • Nacelle de pesée
  • Balance à fléau
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité
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Manipulations

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  1. Peser la nacelle de pesée à l'aide de la balance. Noter la masse.
  2. Mettre le solide à peser dans la nacelle sur le plateau de la balance.
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  3. Peser la nacelle et le solide. Noter la masse.
  4. Calculer la masse du solide à peser.

  5. Remettre les curseurs de la balance à zéro.
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  6. Nettoyer et ranger le matériel.

Résultats 

Pour déterminer la masse d'un solide, il faut faire la différence entre la masse totale du solide dans la nacelle (étape 3) et la masse de la nacelle vide (étape 1).

|{m}_ {{solide}}={m}_ {{nacelle + solide}}-{m}_ {{nacelle}}|
|{m}_ {{solide}}| représente la masse du solide |(\text {g})|
|{m}_ {{nacelle + solide}}| représente la masse de la nacelle et du solide |(\text {g})|
|{m}_ {{nacelle}}| représente la masse du solide |(\text {g})|
La masse calculée représente la masse du solide. Cette valeur ne permet pas d'identifier avec certitude quel solide a été pesé. Toutefois, la masse peut être utilisée avec le volume pour trouver la masse volumique de l'objet.

Les résultats peuvent être présentés sous forme de tableau.

Masse de l'objet solide

​Objet solide
​|m_{nacelle}|​|\text {2,5 g}|
​|{m}_ {{nacelle + solide}}|​​|\text {44,15 g}|
|​{m}_ {{solide}}|​​|\text {41,65 g}|

La mesure de la masse d'un liquide

Matériel

  • Liquide à peser
  • Cylindre gradué
  • Balance à fléau
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité
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Manipulations

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  1. Peser un cylindre gradué à l'aide de la balance. Noter la masse.
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  2. Mettre le liquide à peser dans le cylindre gradué sur le plateau de la balance.
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  3. Peser le liquide et le cylindre gradué. Noter la masse.
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  4. Calculer la masse du liquide à peser.

  5. Remettre les curseurs de la balance à zéro.
    s1501i21.jpg 

  6. Nettoyer et ranger le matériel.

Résultats 

Pour déterminer la masse d'un liquide, il faut faire la différence entre la masse totale du liquide dans le cylindre gradué (étape 3) et la masse du cylindre gradué (étape 1).

|{m}_ {{liquide}}={m}_ {{cylindre \: gradué + liquide}}-{m}_ {{cylindre \: gradué}}|
|{m}_ {{liquide}}| représente la masse du liquide |(\text {g})|
|{m}_ {{cylindre \: gradué + liquide}}| représente la masse du cylindre gradué et du liquide |(\text {g})|
|{m}_ {{cylindre \: gradué}}| représente la masse du cylindre gradué |(\text {g})|
La masse calculée, soit la masse du liquide, peut être utilisée, par exemple, pour déterminer la masse volumique d'une substance.

Le tableau des résultats suivants présente un exemple de tableau présentant les résultats de l'expérience.

Masse de l'objet liquide

​Objet liquide
​|m_{cylindre \: gradué }|​|\text {25,4 g}|
​|{m}_ {{cylindre \: gradué + liquide}}|​​|\text {35,35 g}|
|​{m}_ {{liquide}}|​​|\text {9,95 g}|

La mesure de la masse d'un gaz

Matériel

  • Gaz à peser
  • Seringue
  • Balance à fléau
  • Tablier ou sarrau
  • Lunettes de sécurité

Manipulations

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  1. Peser la seringue à l'aide de la balance. Noter la masse.
     

    Il est important de s'assurer que la seringue soit complètement vidée d'air avant de la déposer sur la balance.

    De plus, il faut s'assurer que le volume de la seringue lorsqu'on fait le vide est le même que celui de la seringue lorsqu'elle sera remplie de gaz. Pour ce faire, il faut mettre le bouchon sur la seringue et tirer le piston jusqu'à ce que le trou du piston apparaisse. En insérant un clou dans le trou du piston, ce dernier restera en place.

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  2. Remplir la seringue du gaz à peser.
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  3. Peser la seringue remplie de gaz. Noter la masse.
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  4. Calculer la masse du gaz à peser.

  5. Remettre les curseurs de la balance à zéro.
    s1501i21.jpg 

  6. Nettoyer et ranger le matériel.

Résultats 

Pour déterminer la masse d'un gaz, il faut faire la différence entre la masse totale de la seringue et du gaz (étape 3) et la masse de la seringue vide (étape 1).

|{m}_ {{gaz}}={m}_ {{seringue + gaz}}-{m}_ {{seringue}}|
|{m}_ {{gaz}}| représente la masse du gaz |(\text {g})|
|{m}_ {{seringue + liquide}}| représente la masse de la seringue et du gaz |(\text {g})|
|{m}_ {{seringue}}| représente la masse de la seringue vide |(\text {g})|
Ces manipulations, bien qu'effectuées moins fréquemment que celles pour les solides ou les liquides, sont utiles lorsqu'on doit étudier les propriétés des gaz.
Le tableau suivant est un exemple de tableau présentant les résultats de l'expérience.

Masse du gaz

Gaz
​|m_{seringue }|​|\text {78,4 g}|
​|{m}_ {{seringue + gaz}}|​​|\text {81,1 g}|
|​{m}_ {{gaz}}|​​|\text {2,7 g}|

La masse

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