Masse volumique

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Le thermomètre de Galilée utilise la variation de la masse volumique
du liquide incolore en fonction de la température

La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume.

Elle est généralement notée par les lettres grecques ρ rho ou µ mu. On utilise ces deux notations en fonction des habitudes du domaine de travail. Toutefois le BIPM (Bureau international des Poids et Mesures) recommande d'utiliser la notation ρ.^[1]

Elle est déterminée par le rapport ρ = m/V où m est la masse de la substance homogène occupant un volume V.

La masse volumique est le synonyme moderne des expressions désuètes « densité absolue » et « densité propre »^[2], ou encore « masse spécifique ».

[modifier] Unités de mesure

L'unité de mesure de la masse volumique dans le système international est le kilogramme par mètre cube (kg·m^-3 ou kg/m³), mais on utilise couramment le g/cm³, le kg/L, la t/m³... ou toute autre unité exprimée par le rapport d'une unité de masse et d'une unité de volume.

Dans le système CGS, elle s'exprime en g/cm³. Cette unité a l'avantage de donner des valeurs numériques de l'ordre de l'unité pour les solides dans des conditions raisonnables de température et de pression.

Remarques :

1. La valeur numérique est la même dans plusieurs unités car 1 g/cm³ = 1 kg/dm³ = 1 kg/L = 1 t/m³.
2. La masse volumique de l'eau est proche de 1 kg/L (sa valeur réelle est, à 4 °C, de 999,95 kg/m³). Ce n'est pas un hasard, car cela résulte des premières tentatives de définition du kilogramme : masse d'un litre d'eau à 4°C (température pour laquelle la masse volumique de l'eau est maximale).

[modifier] Masse volumique et densité

La densité d'un matériau est, pour les solides et les liquides, le rapport de la masse volumique de ce matériau à celle de l'eau.

Pour les gaz, la densité est calculée en rapport avec la masse volumique de l'air.

Dans les deux cas, la densité est donc un nombre sans dimension.

Pycnomètre

La masse volumique de l'eau valant, à 3,98°C, 1 g/cm³, la densité d'un liquide ou d'un solide s'exprime par la même valeur numérique que sa masse volumique en g/cm³ ou en kg/L : par exemple, il est équivalent de dire que la densité de l'éthanol est de 0,79 ou que sa masse volumique est de 0,79 g/cm³. Ceci donne lieu à des confusions fréquentes entre les concepts de masse volumique et de densité. À noter également comme source d'erreur supplémentaire, la traduction anglo-saxonne de masse volumique qui est density.

[modifier] Instrument de mesure

La masse volumique d'un liquide, d'un solide ou d'une pâte peut être déterminée à l'aide d'un pycnomètre.

[modifier] Tables des masses volumiques de diverses substances

La masse volumique varie selon plusieurs paramètres. Elle dépend notamment de la température et, particulièrement pour les gaz, de la pression. Certains matériaux (dont le bois) pouvant absorber de l'eau, le taux d'humidité modifie aussi la masse volumique. Pour les sols et les matériaux poreux, il faut aussi tenir compte de la masse d'air contenue dans les volumes des vides, mais en pratique, ils sont souvent négligés.

Sauf indications contraires, les masses volumiques sont données pour des corps à la température de 20 °C, sous la pression atmosphérique normale (1013 hPa).

[modifier] Roches, minéraux, matériaux usuels

[modifier] Métaux et alliages

[modifier] Liquides

[modifier] Gaz

[modifier] Matières plastiques

[modifier] Bois

Le bois est une matière vivante dont la masse volumique varie principalement selon plusieurs paramètres notamment l’essence et l’humidité.

[modifier] Notes et références

[modifier] Voir aussi

• Poids spécifique

[modifier] Liens externes

• (fr) Masse volumique de l'eau de 0°C à 30°C/1°C et de 30 à 100°C/10°C

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