La densité est un moyen pratique d'identifier les solides et les liquides. La densité, cependant, n'est pas mesurée directement. Il est plutôt calculé à partir de deux ou plusieurs mesures simples.
Arrière-plan
La densité représente le rapport entre la masse d'un objet et son volume (la quantité d'espace qu'il occupe). La mesure de la densité d'un solide ou d'un liquide passe donc nécessairement par deux mesures (masse et volume). Dans les sciences, ces mesures sont généralement exprimées en unités métriques, telles que les grammes (g) pour la masse et les millilitres (mL) ou les centimètres cubes (cm³) pour le volume. Dans ces unités, l'eau pure a une densité de 1,00 g/mL.
Mesure de la masse
Les mesures de masse nécessitent simplement une balance ou une balance. Les objets solides peuvent simplement être placés sur la balance et pesés après que la balance a été ajustée de sorte que la lecture initiale soit zéro. Les liquides doivent être placés dans un récipient pour être pesés. Dans ce cas, le poids du récipient vide devra également être déterminé et soustrait du poids du liquide plus le récipient :
poids du liquide = (poids du contenant et du liquide) – (poids du contenant vide)
Mesurer les volumes de solides
Deux méthodes sont disponibles pour mesurer le volume d'un objet solide. Si l'objet a une forme géométrique régulière, telle que celle d'un cube, d'une sphère ou d'un cylindre, les dimensions de l'objet peuvent être déterminées en mesurant avec des pieds à coulisse ou une simple règle. Vous devez alors, cependant, connaître l'équation du volume de cette forme. Le volume (V) d'un cylindre, par exemple, est donné par V = ?r²h, où r est le rayon du cylindre et h sa hauteur. La NASA fournit une feuille de formule en ligne pratique.
La deuxième méthode de détermination du volume d'un solide est le déplacement cubique. Cette méthode nécessite un récipient rempli d'eau avec des repères de volume gradués. Une tasse à mesurer de cuisine suffirait, bien qu'un cylindre gradué utilisé dans les laboratoires de chimie serait plus précis. Dans les deux cas, le récipient serait rempli d'eau à moitié environ et l'objet serait ensuite immergé dans le liquide. La différence de niveau d'eau avant et après l'immersion de l'objet donne le déplacement cubique, qui est égal au volume de l'objet. Par exemple, si une tasse à mesurer a été initialement remplie à 4,0 oz. puis lisez 4,6 oz. une fois l'objet submergé, le volume de l'objet serait de 4,6 à 4,0 = 0,6 oz.
Mesurer des volumes de liquides
Les volumes pour les liquides sont déterminés en plaçant le liquide dans un récipient avec des lectures de volume graduées marquées sur le côté. Dans la plupart des cas, ce sera le même récipient qui est utilisé pour contenir le liquide pendant que sa masse est mesurée. Les tasses à mesurer ou les seringues en plastique conviennent bien à cette fin. Assurez-vous cependant que le volume de liquide est le même que celui qui est pesé lors de la détermination de la masse.
Calcul de la densité
Une fois la masse et le volume du solide ou du liquide mesurés, divisez la masse par le volume pour calculer la densité.