La masse volumique : combien de matière tient — Chimie, 7–10 ans
Certains objets sont lourds pour leur taille et d’autres sont légers. La masse volumique permet de comparer la quantité de matière concentrée dans un même espace et explique pourquoi certains objets flottent tandis que d’autres coulent.
La matière dans un espace
La masse volumique indique quelle quantité de matière est concentrée dans une certaine quantité d’espace. Un petit cube de métal peut être plus lourd qu’une éponge beaucoup plus grande, car sa matière est plus serrée. Ce n’est pas simplement la taille ou la masse : c’est la comparaison des deux.
Pourquoi comparer taille et masse ?
Une balance seule ne dit pas comment est un matériau, car un grand morceau pèse généralement plus qu’un petit. Les scientifiques avaient besoin d’une comparaison juste entre des échantillons de tailles différentes. La masse volumique fournit cette comparaison et aide à identifier les matériaux et à concevoir des objets qui flottent, coulent ou restent équilibrés.
Un bloc mystérieux
Un bloc a une masse de 200 grammes et occupe 50 centimètres cubes. Divise la masse par le volume : 200 ÷ 50 = 4 grammes par centimètre cube. Si un tableau de référence indique qu’un matériau de cette masse volumique est un métal donné, la mesure fournit un indice important sur le bloc.
Lourd ne veut pas dire dense
Il est logique de qualifier de dense un grand objet qui semble lourd, car nos mains ressentent sa masse totale. Mais un grand objet peut peser davantage simplement parce qu’il contient plus de matière. Pour comparer les masses volumiques, il faut utiliser des volumes égaux ou diviser la masse par le volume.
Bateaux et ballons
Un navire en acier peut flotter parce que sa forme creuse contient beaucoup d’air, ce qui rend sa masse volumique moyenne inférieure à celle de l’eau. Une boule d’acier pleine coule. Les montgolfières montent lorsque l’air intérieur est moins dense que l’air extérieur plus froid. La forme et la température peuvent modifier la masse volumique moyenne.
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