- Masse Volumique
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Masse volumique
Le thermomètre de Galilée utilise la variation de la masse volumique
du liquide incolore en fonction de la températureLa 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 ».
Sommaire
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 :
- La valeur numérique est la même dans plusieurs unités car 1 g/cm3 = 1 kg/dm3 = 1 kg/L = 1 t/m3.
- 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 : la masse d'un litre d'eau à 4°C, ce qui correspond au maximum de sa masse volumique.
Masse volumique et densité
Article détaillé : 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.
PycnomètreLa 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.
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.
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).
Roches, minéraux, matériaux usuels
Roches, minéraux, matériaux usuels masse volumique
kg/m3ardoise 2 700 - 2 800 amiante 2 500 argile 1 700 béton 2 400 (armé 2 500) béton bitumineux dit enrobé 2 350 calcaire 2 600 - 2 700 compost 550-600 [3],[4] craie 1 250 granite 2 600 - 2 700 grès 2 600 kaolin 2 260 marbre 2 650 - 2 750 quartz 2 650 pierre ponce 910 porcelaine 2 500 sable 1 600 terre végétale 1 250 verre à vitres 2 530 Métaux et alliages
Métaux et alliages masse volumique
kg/m3acier 7 850 acier rapide HSS 8 400 - 9 000 fonte 6 800 - 7 400 aluminium 2 700 argent 10 500 Beryllium 1 848 bronze 8 400 - 9 200 carbone (diamant) 3 508 carbone (graphite) 2 250 constantan 8 910 cuivre 8 920 duralumin 2 900 fer 7 860 iridium 22 640 laiton 7 300 - 8 800 lithium 530 magnésium 1 750 mercure 13 545,88 molybdène 10 200 nickel 8 900 or 19 300 osmium 22 610 palladium 12 000 platine 21 450 plomb 11 350 potassium 850 tantale 16 600 titane 4 500 tungstène 19 300 uranium 18 700 vanadium 6 100 zinc 7 150 Liquides
Liquides masse volumique
kg/m3acétone 790 acide acétique 1 049 azote à -195°C 810 brome à 0°C 3 087 eau à 4°C 999,95 eau de mer 1 030 essence 750 éthanol 789 éther 710 gasoil 850 glycérine 1 260 hélium à -269°C 150 huile d'olive 920 hydrogène à -252°C 70 lait 1 030 oxygène à -184°C 1 140 Gaz
Gaz à 0°C formule masse volumique
kg/m3acétylène C2H2 1,170 air - 1,293 air à 20°C - 1,204 ammoniac NH3 0,77 argon Ar 1,7832 diazote N2 1,250 51 isobutane C4H10 2,670 butane (normal) C4H10 2,700 dioxyde de carbone CO2 1,976 9 vapeur d'eau à 100°C H2O 0,5977 hélium He 0,178 5 dihydrogène H2 0,0899 krypton Kr 3,74 néon Ne 0,90 monoxyde de carbone CO 1,250 ozone O3 2,14 propane C3H8 2,01 radon Rn 9,73 Matières plastiques
Matières plastiques masse volumique
kg/m3Polypropylène 850 - 920 Polyéthylène basse densité 890 - 930 Polyéthylène haute densité 940 - 980 ABS 1 040 - 1 060 Polystyrène 1 040 - 1 060 Nylon 6,6 1 120 - 1 160 Polyacrylate de méthyle 1 160 - 1 200 Polyméthacrylate de méthyle (PMMA - Plexiglas) 1 180 - 1 190 PVC + plastifiant 1 190 - 1 350 Bakélite 1 350 - 1 400 Polyéthylène téréphtalate 1 380 - 1 410 Polychlorure de vinyle (PVC) 1 380 - 1 410 Bois
Le bois est une matière vivante dont la masse volumique varie principalement selon plusieurs paramètres notamment l’essence et l’humidité.
Selon l’essence Bois masse volumique
kg/m3acajou 700 balsa 140 buis 910 - 1 320 cèdre 490 chêne 610 - 980 chêne (cœur) 1 170 ébène 1 150 frêne 840 hêtre 800 liège 240 peuplier 390 pin 740 platane 650 sapin 450 teck 860 Selon l’humidité Famille d'essence[5] Humidité sur masse brute Masse volumique
kg/m3Bois tendres (résineux) 0% 450 20% 560 50% 900 Bois moyens 0% 550 20% 690 50% 1 100 Bois durs (feuillus) 0% 650 20% 810 50% 1 300 Notes et références
- ↑ (fr)8e édition de 2006 de la Brochure du Système international d'unités, page 31
- ↑ Élie Lévy, Dictionnaire de physique, PUF, Paris, 1988, page 217
- ↑ (fr)Documentation sur le compostage
- ↑ (fr)Rapport final du projet : Mise en oeuvre de la technique du Bois Raméal Fragmenté (BRF) en agriculture wallonne. Juin 2006, page 17
- ↑ Définitions, équivalences énergétiques, méthodologie pour l'utilisation du tableau de bord des statistiques du bois énergie. DGEMP-Ademe
Voir aussi
Liens externes
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