La masse volumique | Primaire

Fiche | Sciences et technologies

La masse volumique est une propriété de la matière. Elle a une influence sur la flottabilité des objets.

Qu’est-ce que la masse volumique?

La masse volumique d’un objet met en relation sa masse et son volume. Elle se mesure en gramme par millilitre (g/mL).

Définitions
  • La masse d’un objet est la quantité de matière qu’il contient.
  • Le volume d’un objet est la place qu’il occupe. 
  • La masse volumique est la quantité de matière qui se trouve dans un espace donné. 

Toutes les substances ont une masse volumique. L’image suivante te montre quelques exemples de substances et de leur masse volumique.

Le bois d’érable sec a une masse volumique de 0,7 g/mL. L’essence a une masse volumique de 0,8 g/mL. L’huile de canola a une masse volumique de 0,9 g/mL. L’eau liquide a une masse volumique de 1,0 g/mL. La craie a une masse volumique de 1,3 g/mL. Le sable a une masse volumique de 1,6 g/mL. L’aluminium a une masse volumique de 2,7 g/mL. Le diamant a une masse volumique de 3,5 g/mL. L’or a une masse volumique de 19,3 g/mL.

La masse volumique de diverses substances

Selon l’image, la masse volumique de l’eau liquide est de 1,0 gramme par millilitre (1,0 g/mL). Cela signifie qu’un petit cube d’eau de 1 mL de volume a une masse de 1 g. 

La masse volumique d’un diamant est de 3,5 grammes par millilitre (3,5 g/mL). Cela signifie qu’un petit cube de diamant de 1 mL de volume a une masse de 3,5 g.

Un petit cube de 1 mL d’eau pèse 1,0 g. Un petit cube de 1 mL de diamant pèse 3,5 g.

Ainsi, dans un même volume (le petit cube de 1 mL), il peut y avoir une petite quantité de matière ou une grande quantité de matière. 

Lorsqu’il y a beaucoup de matière dans un volume donné, la matière est rapprochée (serrée). On dit que la substance est dense et que sa masse volumique est grande. 

Le diamant est dense, ce qui veut dire que sa matière est peu espacée. Le diamant a une masse volumique d’environ 3,5 g/mL.

Le diamant est dense. Il a une grande masse volumique. 

Lorsqu’il y a peu de matière dans un volume donné, la matière est espacée. On dit que la substance est peu dense et que sa masse volumique est petite.

L’eau liquide est peu dense par rapport au diamant, ce qui veut dire que sa matière est plus espacée. L’eau liquide a une masse volumique d’environ 1,0 g/mL.

L’eau est peu dense par rapport au diamant. Elle a une petite masse volumique.

Classer des solides de même volume

La masse volumique t’indique que même si des solides ont le même volume, ils n’ont pas nécessairement la même masse.

Ces deux cubes ont le même volume. Par contre, ils n’ont pas la même masse. Le cube de gauche est le plus léger et est aussi celui qui a la plus petite masse volumique. On dit qu’il est le moins dense. Le cube de droite est le plus lourd et est aussi celui qui a la plus grande masse volumique. On dit qu’il est le plus dense. 

Ces deux cubes ont le même volume. Par contre, ils n’ont pas la même masse. Le cube de gauche est le plus léger et est aussi celui qui a la plus petite masse volumique. On dit qu’il est le moins dense. Le cube de droite est le plus lourd et est aussi celui qui a la plus grande masse volumique. On dit qu’il est le plus dense
 

Par exemple, si tu compares ce cube de bois et ce cube de plastique, tu vas voir que :

  • le cube de bois et le cube de plastique ont le même volume
  • le cube de bois est plus léger (70 g) que le cube de plastique (140 g);

  • la masse volumique du bois est plus petite (0,7 g/mL) que la masse volumique du plastique (1,4 g/mL).

Un cube de bois et un cube de plastique ont le même volume. Le cube de bois, plus léger, est moins dense que le cube de plastique, qui est aussi plus lourd.
Exemple

Sur une balance, tu poses un cube d’or. Sur une autre balance, tu poses un cube d’aluminium. Ces deux cubes ont le même volume.

Quel cube a la plus grande masse volumique?

 La première balance indique que le cube d’or pèse 1235 g. La deuxième balance indique que le cube d’aluminium pèse 173 g.

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Classer des solides de même masse

La masse volumique t’indique que même si des solides ont la même masse, ils n’ont pas nécessairement le même volume. Autrement dit, une même quantité de matière peut être distribuée dans un petit espace ou dans un grand espace.

Ces cubes jaunes sont des solides qui ont la même masse. Par contre, ils n’ont pas le même volume. Dans ce dessin, le cube le plus gros est aussi celui qui a la plus petite masse volumique. On dit qu’il est le moins dense. Le cube le plus petit est aussi celui qui a la plus grande masse volumique. On dit qu’il est le plus dense.

Ces cubes jaunes sont des solides qui ont la même masse. Par contre, ils n’ont pas le même volume. Dans ce dessin, le cube le plus gros est aussi celui qui a la plus petite masse volumique. On dit qu’il est le moins dense. Le cube le plus petit est aussi celui qui a la plus grande masse volumique. On dit qu’il est le plus dense

Par exemple, si tu compares ce diamant et ce tas de sable, tu vas voir que :

  • le diamant et le sable ont la même masse (35 g);

  • le diamant a un plus petit volume que le sable;

  • la masse volumique du diamant est plus grande (3,5 g/mL) que la masse volumique du sable (1,6 g/mL).

Un diamant et un tas de sable ont la même masse. Le diamant, plus petit, est plus dense que le sable, qui a aussi un plus grand volume.
Exemple

Ces 3 objets ont la même masse. Classe ces objets de la plus petite à la plus grande masse volumique.

 

Un soldat de bois, un ballon de plage et un ourson en peluche ont la même masse, mais pas le même volume. Le soldat de bois est petit, le ballon de plage est grand et l’ourson en peluche est moyen.

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Moments dans la vidéo :

  • 00:00-Introduction
  • 00:32-Définition de la masse volumique
  • 00:47-Deux solides de même volume
  • 01:19-Les unités de la masse volumique
  • 01:40-Deux solides de même masse
  • 02:06-Résumé

Exercice

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