Le moyen le plus simple de trouver la masse d'un objet est de le peser. Vous mesurez en fait la force de gravité sur l'objet, et techniquement, vous devez diviser le poids par l'accélération due à la gravité pour obtenir la masse. Pour la plupart des applications, cependant, le poids et la masse sont essentiellement équivalents. Supposons maintenant que vous n'ayez pas de balance. Pouvez-vous encore trouver la masse d'un liquide particulier? Oui, si vous savez ce qu'est le liquide, vous pouvez trouver sa masse en mesurant son volume et en recherchant sa densité. Si vous ne savez pas ce qu'est le liquide, vous pouvez trouver sa densité en mesurant sa densité avec un hydromètre.
TL; DR (trop long; n'a pas lu)
Depuisdensité = masse/volume, vous pouvez trouver la masse d'une quantité spécifique d'un liquide si vous connaissez sa densité. Vous pouvez rechercher les densités de liquides connus dans un tableau. Si vous avez un liquide mystère, vous pouvez mesurer sa densité avec un hydromètre.
Peser un liquide
Vous pouvez placer un objet solide directement sur une balance, mais un liquide doit toujours être dans un récipient, et le récipient a un poids. Si vous avez un certain volume de liquide dans un bécher et que vous voulez sa masse/poids, vous devez d'abord trouver le poids du bécher vide. Vous pouvez peser le liquide, le verser hors du bécher, puis peser le bécher et soustraire son poids du poids du bécher-plus-liquide. Cette méthode est inexacte, cependant, car un peu de liquide resterait dans le récipient. Une méthode plus précise consiste à placer le bécher sur la balance, à noter le poids, puis à verser le liquide et à noter le nouveau poids.
La plupart des balances ont un réglage de tare, et lorsque vous appuyez dessus, cela remet la balance à zéro. Cette fonction permet de peser facilement un liquide. Si vous avez un bouton de tare sur votre balance, placez le récipient vide sur la balance et appuyez sur tare. Lorsque la balance affiche zéro, versez le liquide. La nouvelle lecture est le poids du liquide.
Calcul de la masse à partir de la densité
Chaque liquide a une densité caractéristique (D), qui est définie comme le rapport de sa masse (m) à son volume (v). Mathématiquement:
D=\frac{m}{v}
Si vous savez quel liquide vous avez, vous pouvez rechercher sa densité dans un tableau. Une fois que vous savez cela, tout ce que vous avez à faire pour trouver la masse du liquide est de mesurer son volume. Une fois que vous connaissez la densité et le volume, calculez la masse en utilisant cette relation :
m=Dv
La densité est souvent donnée en unités de kilogrammes/mètre3. Lorsque vous mesurez de petites quantités, il est plus pratique d'utiliser des grammes et des centimètres cubes, la conversion suivante est donc utile :
1\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}=0.001\frac{\text{g}}{\text{cm}^3}\text{ et }1\frac{\text {g}}{\text{cm}^3}=1 000\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}
Exemple
Quelle est la masse de 2 litres d'acétone ?
En regardant la densité de l'acétone dans un tableau, vous trouvez qu'elle est de 784,6 kg/m3. Avant de faire le calcul, convertissez le volume de liquide dont vous disposez en mètres cubes en utilisant la conversion 1 litre = 0,001 mètre cube. Vous avez maintenant toutes les informations dont vous avez besoin :
2 litres d'acétone pèsent :
(784.6\text{ kg/m}^3)(0.002\text{ m}^3)=1.57\text{ kg}=1570\text{ g}
Trouver la densité à l'aide d'un hydromètre
La densité d'un matériau est une unité sans dimension que vous obtenez en divisant la densité du matériau par celle de l'eau pure à 4 degrés Celsius. Si vous avez un liquide mystérieux, vous pouvez trouver sa masse en mesurant sa densité avec un hydromètre. Il s'agit d'un tube en verre avec une bulle au fond. Vous remplissez la bulle avec le liquide et la placez dans l'eau. Selon sa densité, la bulle de l'hydromètre s'enfoncera loin sous la surface de l'eau ou flottera près de la surface. Vous pouvez lire la densité, généralement en g/cm3, à partir de l'échelle sur le côté de l'hydromètre. C'est la marque qui touche juste la surface de l'eau.
Une fois que vous connaissez la densité, vous connaissez également la densité, car vous multipliez simplement la densité par la densité de l'eau, qui est de 1 g/cm3, pour obtenir la densité. Vous pouvez alors trouver la masse d'un volume spécifique du liquide en multipliant sa densité par le volume du liquide que vous avez.