%Chapitre 3

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BOEN

Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d’un liquide ou d’un solide.
Exploiter des mesures de masse volumique pour différencier des espèces chimiques.
Masse volumique : relation m = ρ.V, influence de la température. 

L’intérêt de la masse volumique est présenté pour mesurer un volume ou une masse quand on connaît l’autre grandeur mais aussi pour distinguer différents matériaux. La variation de la masse volumique avec la température permet d’aborder une cause de l’élévation du niveau des mers et océans en lien avec le réchauffement climatique. Un travail avec les mathématiques sur les relations de proportionnalité et les grandeurs-quotients peut être proposé.
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# Chapitre 3 − Masse volumique

::: infos

::: prérequis
* Connaître le tableau de conversion
* Distinguer masse et volume
* Savoir mesurer une masse et un volume
* Savoir utiliser le produit en croix
* Savoir manipuler une équation simple
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::: objectifs
* Définir précisement masse et volume.
* Savoir calculer la masse volumique d'un échantillon.
* Savoir que la masse volumique est spécifique d'un matériau et connaître les unités dans laquelle elle s'exprime.
* Savoir que pour un objet constitué d'un seul matériau, la masse est proportionnelle au volume.
* Être capable de déterminer le matériau d'un échantillon par calcul et comparaison de sa masse volumique.
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[p. 66-67](https://biblio.editions-bordas.fr/specimen/9782047333747/?openBook=9782047333747%3fdXNlck5hbWU9enpsbk9IcWwrQzZvcHNhV0xGaDJWdz09JnVzZXJQYXNzd29yZD1XalB3YkZzdmZ2RmNDSHNXUmgyemt3PT0mZGVtbz10cnVlJndhdGVybWFyaz0=){.manuel}

<!--[](asset/ficheExpert.pdf){.expert}-->

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::: essentiels

Qu'est-ce que la masse d'un objet ?;C'est la quantité de matière de l'objet.%%
Avec quel appareil mesure-t-on la masse ?;une balance%%
Quelle est l’unité de la masse ?;le kilogramme%%
Qu’est-ce que le volume d’un objet ?;C'est la place qu'il occupe%%
Avec quel appareil mesure-t-on le volume ?;une éprouvette graduée%%
Quelle est l’unité du volume ?;le litre%%
Que vaut 1 m³ en litre (ou multiple du litre) ?;1000 L%%
Que vaut 1 dm³ en litre (ou multiple du litre) ?; 1 L%%
Que vaut 1 cm³ en litre (ou multiple du litre) ?; 1 mL%%
Quelle est la formule de calcul de la masse volumique <em>ρ</em> ?;<em>ρ</em> = <em>m</em>/<em>V</em>%%
Quelle est la masse volumique de l’eau (avec son unité) ?;1 kg/L ou 1g/mL%%
À quelle condition un objet flotte sur l’eau ?;Si sa masse volumique est inférieure à celle de l'eau%%

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## 1. Grandeurs physiques

![](assets/act1.png)

## 2. Notion de masse et de volume

::: details
![](assets/img1.jpg){.h .w60}

::: note
Les perceptions sont personnelles (on dit subjectives)
ex : il fait chaud, cet objet va vite, cet exercice est dur.
On peut décrire les choses quantitativement, avec une mesure chiffrée.

la mesure a été introduite :
dans les échanges commerciaux,
plan des bâtiments,

premières mesures = partie du corps (pouce, coudée, pied, brasse)
:::
![](assets/img2.jpg){.h .w60}

::: note
Pour avoir une mesure objective il faudra un étalon. Au début placés sur les grands monuments (place, cathédrale, etc.)
Aujourd'hui les unités sont définies autrement, il reste le kg.
:::

![](assets/img5.jpg){.h .w60}
:::

::: exercices
2p32
:::

::: details
Masse
~ La masse est liée à **la [quantité de matière]{.h} d’un objet**. Plus un objet possède de [matière]{.h}, plus il
sera lourd.

La masse se mesure avec [**une balance**]{.h}. Son unité officielle est [**le kilogramme**]{.h}, mais en classe on
utilise plutôt un sous-multiple : [**le gramme**]{.h}.

Volume
~ Le volume est lié à **la [place]{.h} qu’occupe un objet**. Plus il prend de [place]{.h}, plus son volume est
[grand]{.h}.

Le volume peut se mesurer avec une [**éprouvette graduée**]{.h}. Son unité officielle est le mètre cube,
mais on utilise plutôt le [**litre**]{.h}.
:::

[Qu'est-ce que la masse d'un objet ?]{.mem}

[Avec quel appareil mesure-t-on la masse ?]{.mem}

[Quelle est l’unité de la masse ?]{.mem}

[Qu’est-ce que le volume d’un objet ?]{.mem}

[Avec quel appareil mesure-t-on le volume ?]{.mem}

[Quelle est l’unité du volume ?]{.mem}

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 Grandeur   Symbole   Unité   Appareil de mesure
---------- --------- ------- ---------------------
 masse     
 volume

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::: {.encR .h}
1 L = 1 dm³ soit un cube de 10 cm de côté.

1000 L = 1 m³ soit un cube de 1 m de côté.

1 mL = 1 cm³ soit un cube de 1 cm de côté.
:::

![](assets/cuve1m3.jpg){.illustration}

::: note
exp remplir un dm3, voir que c'est le volume d'un litre.
:::

[Que vaut 1 m³ en litre (ou multiple du litre) ?]{.mem}

[Que vaut 1 dm³ en litre (ou multiple du litre) ?]{.mem}

[Que vaut 1 cm³ en litre (ou multiple du litre) ?]{.mem}

::: details

Qu'est ce qui est le plus lourd : 1 kilogramme de plume, ou 1 kilogramme de plomb ?

![](assets/pb_plume.svg){.h .w60 .whiteBG}
:::

::: note
discussion sur la notion de densité (forêt, foule, matière)
:::

::: exercices
ex 6 et 7 p32
:::

[assets/lampeLave.mp4]{.video}

[activité 1 p 62](assets/act1p62.jpg){.visu}

## 3. Détermination de la masse volumique

::: note
règle de 3 : 1 litre de liège pèse 240 g. Combien pèse 2 L, etc. 1 litre de plomb 11,3 kg.
:::

Masse volumique
~ La masse volumique d’un corps, notée ρ , est définit par le calcul suivant :


![](assets/rhomv.svg){.w40 .h .encR}

avec m et V, respectivement la masse et le volume de l’échantillon.

[Quelle est la formule de calcul de la masse volumique <em>ρ</em> ?]{.mem}

::: h

[Exercice corrigé]{.u}

$\textrm{données : }\rho_{pétrole} = 0,85 \textrm{ kg/L},\qquad \rho_{aluminium} = 2,7 \textrm{ kg/L}$

a) Calculer la masse d'un objet d'un litre, fait en aluminium.
b) Calculer le volume occupé par 1 T de pétrole. 
c) Un planeur en balsa de 1.2m d'envergure à une masse de 150g et un volume de 1,1L. Calculer la masse volumique du balsa.
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::: note
Pour un même volume, plus la masse est grande plus ρ est grand.

Pour une masse identique, plus le volume est grand plus ρ est petit.

Attention aux unités.
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::: exercices
Ex 3 p 68

Ex 3.01 à 3.04
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::: exp
10× éprouvettes graduées, bécher 250mL, balances
1× bouteille d'eau
:::

![](assets/act2.png){.w80}

[Quelle est la masse volumique de l’eau (avec son unité) ?]{.mem}

::: details
::: h
Lorsqu’un corps solide est immergé dans un liquide, il flotte si sa masse volumique est inférieure
à celle du liquide, sinon il coule.
:::

::: h
De la même manière lorsque deux liquides se superposent dans un récipient, celui de masse
volumique plus faible est au-dessus.
:::
:::

![](assets/couleFlotte.svg)

[À quelle condition un objet flotte sur l’eau ?]{.mem}

::: exercices
ex 4 et 11(Vsphère) p68-69

ex 3.05

+ex 16p70
+ex 22p71 (variation de l'équation)
:::

## 4. Utilisation de la masse volumique

::: exp
10× : vis ou boulon aluminium, vis ou boulon inox, éprouvette, bécher 250mL, balance
1× : bouteille d’eau
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![](assets/act3.png)

::: notes
25'
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::: exercices
Ex 17,19,24 p70-71

+ Ex DNB 2019 Savon de marseille (12')
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::: {.details .h}
Le GIEC prévoit une élévation du niveau de la mer de 1,1 m en 2100.\
Pourquoi le réchauffement climatique entraîne-t-il une élévation du niveau de la mer ?
:::

::: exp

* bécher
* glaçons
* feutre

* chauffe ballon
* bouchon percé (2 trous)
* sonde thermo
* tube en verre

:::