Vous calculez la densité d'un objet solide, liquide ou gazeux en mesurant son volume, en le pesant pour déterminer sa masse et en utilisant la formule
\delta = \frac{m}{V}
où∂est la densité,mest la masse etVest le volume. C'est une opération mathématique simple pour réorganiser cette équation afin que vous puissiez calculer la masse à partir de la densité :
m=\delta \times V
Pourquoi voudriez-vous faire cela? La masse doit être facile à déterminer - tout ce que vous avez à faire est de sortir votre balance et de faire une pesée, n'est-ce pas? En fait, vous ne pouvez pas toujours le faire, surtout lorsque vous avez affaire à un liquide ou à un solide très lourd et trop gros pour votre échelle. Étant donné que les densités de la plupart des solides et des liquides sont tabulées, vous pouvez rechercher la densité de la substance en question. Tant que vous êtes capable de mesurer le volume occupé par la substance, ce qui est facile si elle est dans un récipient, vous connaîtrez sa masse.
Comment trouver la densité
La densité est une quantité fixe, et parce qu'elle ne change jamais, elle peut être un facteur de proportionnalité entre la masse et le volume pour une substance donnée. En d'autres termes, plus le volume augmente, plus la masse augmente. Si vous tracez des valeurs croissantes de volume en fonction des augmentations de masse correspondantes sur un graphique, vous obtiendrez une ligne droite avec une pente égale à la densité de la substance.
Cependant, vous n'avez généralement pas besoin de vous donner la peine de tracer un graphique. Tant que vous connaissez la composition d'un solide, vous pouvez rechercher la densité dans un tableau. Si vous avez un liquide, vous voudrez rechercher sa densité, qui est la densité par rapport à la densité de l'eau. Par exemple, la gravité spécifique de l'alcool éthylique est de 0,787. Puisque la densité de l'eau est de 1 g/ml, cela signifie que la densité de l'alcool est de 0,787 g/ml.
Si vous avez une solution de composition inconnue, vous ne pouvez pas rechercher sa gravité spécifique, mais vous pouvez la mesurer. L'outil pour ce faire s'appelle un hygromètre. Vous le laissez flotter dans le liquide et lisez la gravité spécifique à partir de la marque graduée qui touche juste la surface.
Conversion de la densité en masse
La densité est mesurée dans une variété d'unités, y compris les grammes/millilitre, les kilogrammes/mètre cube et les livres/pied cube. Lorsque vous recherchez la densité, assurez-vous qu'elle est exprimée dans les unités que vous utilisez pour mesurer le volume, ou vous obtiendrez une valeur inexacte pour la masse. Voici quelques facteurs de conversion courants
1kg/m3 = 0,001 g/ml = 0,062 lb/pi3.
Si vous utilisez des unités correspondantes pour la densité et le volume, vous pouvez calculer la masse à partir de la densité et l'obtenir dans les unités correspondantes en utilisant l'équationm = V. Une fois que vous connaissez la masse, vous pouvez toujours la convertir en différentes unités si nécessaire.
Exemples de formules de densité
1. Quelle est la masse d'un flacon de 2 ml de tétrachlorure de carbone ?
La gravité spécifique du tétrachlorure de carbone est de 1,589. Étant donné que le volume de l'échantillon est mesuré en millilitres, divisez la densité par la densité de l'eau en g/ml pour obtenir la densité dans ces unités. En faisant cela, vous trouvez que la densité est de 1,598 g/ml. Il est maintenant facile d'utiliser l'équation de conversion de la densité en masse pour trouver la masse :
m=\delta \times V = 1.589\times 2 = 3.178\text{ grammes}
2. Comment trouver la masse d'une grande statue en or sans la peser ?
Tout d'abord, mesurez le volume, en litres, en utilisant la méthode de déplacement d'eau. Ensuite, recherchez la densité de l'or, qui est de 19 320 kg/m3. Pour convertir en grammes par litre, il suffit de multiplier par 1, la densité est donc de 19 320 g/l. Vous pouvez maintenant calculer la masse à partir de la densité en utilisant la formulem = Vet obtenez la réponse en grammes.