⚖️ Masse volumique : identifier un liquide
Éthanol, eau, glycérol : trois liquides incolores qui se ressemblent comme des gouttes d'eau… sauf sur la balance ! Tare, verse, lis le bas du ménisque et calcule ρ = m/V : la masse volumique est la carte d'identité du liquide. Et en bonus, un glaçon qui coule.
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- Tant que la balance n'est pas tarée, elle pèse aussi l'éprouvette : ρ = m/V donne alors une valeur absurde. Il faut tarer avec l'éprouvette vide.
- La loupe montre que la surface du liquide est creusée : on lit le volume au bas du ménisque, l'œil à sa hauteur.
- Les points (V ; m) d'un même liquide sont alignés avec l'origine : la masse est proportionnelle au volume, et la pente de la droite est la masse volumique.
- Plus le liquide est dense, plus sa droite est pentue. Sur la règle des références, le triangle orange tombe sur le liquide de même ρ.
- Un objet flotte si sa masse volumique est plus petite que celle du liquide : le glaçon (0,917 g/mL) flotte sur l'eau mais coule dans l'éthanol.
Expériences à faire
- Verse 50 mL d'eau sans tarer : que vaut le « ρ » calculé ? Tare, recommence : retrouves-tu 1,00 g/mL ?
- Note 4 mesures de glycérol entre 20 et 90 mL : la droite passe-t-elle par l'origine ? Que vaut sa pente ?
- Tare la balance avec 30 mL de liquide dedans, puis continue à verser : la pente de la droite est-elle fausse, elle aussi ?
- Choisis le liquide mystère, mesure ρ et compare-le à la règle des références : de quel liquide s'agit-il ?
- Lâche un œuf frais dans l'eau, puis dans l'eau salée saturée : pourquoi flotte-t-il dans l'une et pas dans l'autre ?
La chimie derrière l'animation
- Masse volumique : ρ = m / V (m en g et V en mL donnent ρ en g/mL). 1 g/mL = 1 kg/L = 1 000 g/L = 1 000 kg/m3.
- Eau liquide : ρeau ≈ 1,00 g/mL = 1 kg/L (0,998 g/mL à 20 °C). L'air, près de mille fois moins dense : environ 1,2 kg/m3.
- m = ρ × V : la masse est proportionnelle au volume. La représentation m = f(V) est une droite qui passe par l'origine, de coefficient directeur ρ.
- La masse volumique est caractéristique d'une espèce chimique (à température donnée) : la mesurer permet d'identifier un liquide, en la comparant à des valeurs de référence.
- Un objet plongé dans un liquide flotte si ρobjet < ρliquide et coule si ρobjet > ρliquide (il s'enfonce alors de la fraction ρobjet / ρliquide de son volume).
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