Calculateur de masse volumique
Choisissez ce que vous cherchez (masse volumique, masse ou volume), saisissez les deux autres dans n'importe quelles unités, et obtenez le résultat avec le calcul, la masse volumique dans neuf unités et une comparaison avec des matériaux courants. Choisissez un fluide pour voir si l'objet coule ou flotte. Gratuit, sans inscription.
Résultats
2,70 g/cm³
Masse volumique
54,0 g
Masse
20,0 cm³
Volume
2,70
Densité relative (eau à 4 °C = 1)
Proche de Aluminium (2,7 g/mL). La masse volumique ne suffit pas à identifier un matériau : les alliages, la porosité et la température la modifient toutes.
Il coule dans Eau (20 °C).
Objet : 2,70 g/mL ; fluide : 0,9982 g/mL.
Le calcul
ρ = m ÷ V
ρ = 54,0 g ÷ 20,0 mL = 2,700 g/mL
La masse volumique dans d'autres unités
| Unité | Valeur |
|---|---|
| g/mL | 2,70 |
| g/cm³ | 2,70 |
| kg/L | 2,70 |
| g/L | 2700 |
| mg/mL | 2700 |
| kg/m³ | 2700 |
| lb/ft³ | 169 |
| lb/in³ | 0,0975 |
| lb/gal (US) | 22,5 |
Masses volumiques de référence
| Matériau | g/mL (g/cm³) | kg/m³ |
|---|---|---|
| Air (sec) | 0,001204 | 1,204 |
| Éthanol | 0,7893 | 789,3 |
| Glace (0 °C) | 0,917 | 917 |
| Eau (20 °C) | 0,9982 | 998,2 |
| Eau de mer | 1,025 | 1025 |
| Glycérol | 1,261 | 1261 |
| Aluminium | 2,7 | 2700 |
| Fer | 7,87 | 7870 |
| Cuivre | 8,96 | 8960 |
| Argent | 10,5 | 10500 |
| Plomb | 11,3 | 11300 |
| Mercure | 13,55 | 13550 |
| Or | 19,3 | 19300 |
Valeurs courantes vers 20 °C, tirées du CRC Handbook of Chemistry and Physics ; l'eau de mer est approximative (salinité de 35 g/kg) et l'air est de l'air sec à 101,325 kPa. Les échantillons réels varient.
Comment utiliser le calculateur de masse volumique
- 1. Choisissez l'inconnue. La masse volumique, la masse ou le volume.
- 2. Saisissez les deux autres grandeurs avec leurs unités. Masse de µg à livres, volume de µL à pieds cubes et gallons US, masse volumique en g/mL, kg/m³, lb/ft³ et plus. Le résultat s'affiche dans l'unité que vous choisissez à côté.
- 3. Choisissez éventuellement un fluide. Le calculateur compare la masse volumique de l'objet à celle de l'eau, de l'eau de mer, de l'éthanol, du glycérol, du mercure ou d'une masse volumique que vous saisissez, et indique s'il coule ou flotte.
- 4. Lisez les résultats. Vous obtenez le calcul, la densité relative, une correspondance proche dans le tableau de référence lorsqu'il y en a une, et la masse volumique dans chaque unité prise en charge.
La formule de la masse volumique
Masse volumique
ρ = m / V
Masse
m = ρ × V
Volume
V = m / ρ
La masse volumique ρ est la masse par unité de volume. L'unité SI est le kg/m³, mais la chimie emploie surtout le g/cm³, identique au g/mL car un millilitre vaut exactement un centimètre cube. L'eau à 20 °C a une masse volumique de 0,9982 g/mL, soit 998,2 kg/m³ ; les nombres diffèrent d'un facteur 1 000 entre les deux systèmes d'unités, ce qui est la source d'erreur la plus courante. La masse volumique dépend de la température et, pour les gaz, de la pression : une masse volumique sans température est incomplète.
Exemples détaillés
Masse volumique (les valeurs par défaut). Un bloc de métal a une masse de 54,0 g et un volume de 20,0 cm³. ρ = 54,0 g ÷ 20,0 cm³ = 2,70 g/cm³. Cela fait 2 700 kg/m³ ou 169 lb/ft³, ce qui correspond aux 2,70 g/mL de l'aluminium dans le tableau de référence. Il coule aussi dans l'eau, car 2,70 est supérieur à 0,9982.
Masse à partir de la masse volumique. Quelle est la masse de 250,0 mL d'éthanol ? À 0,7893 g/mL, m = 0,7893 × 250,0 = 197,3 g.
Volume à partir de la masse. Quel volume représentent 500,0 g de mercure ? Avec ρ = 13,55 g/mL, V = 500,0 ÷ 13,55 = 36,90 mL, un petit volume pour un liquide lourd.
Couler ou flotter. La glace a une masse volumique de 0,917 g/mL et l'eau liquide de 0,9982 g/mL ; la glace flotte donc avec 0,917 ÷ 0,9982 = 91,9 % de son volume sous la surface. Dans l'eau de mer (environ 1,025 g/mL), la valeur est d'environ 89,5 %, d'où le dicton selon lequel la plus grande partie d'un iceberg est sous l'eau.
Trouver le volume d'un objet irrégulier
Plongez l'objet dans une éprouvette graduée à moitié remplie d'eau et lisez la hausse du niveau ; la différence est son volume (par déplacement). Cela vaut pour tout solide qui ne flotte pas et ne se dissout pas. Pour des dimensions mesurables, utilisez la géométrie : un cube a pour volume le cube de son côté, un cylindre πr²h. Donnez à la masse et au volume le nombre de chiffres significatifs approprié avec le Calculateur de chiffres significatifs.
Densité relative et erreurs courantes
La densité relative est la masse volumique d'une substance divisée par celle de l'eau ; elle n'a pas d'unité. Le calculateur divise par l'eau à 4 °C (0,999975 g/mL), si bien que son nombre est presque identique à la masse volumique en g/mL.
- Mélanger g/mL et kg/m³. 1 g/cm³ vaut 1 000 kg/m³. Si un résultat est mille fois trop grand ou trop petit, vérifiez d'abord les unités.
- Utiliser la mauvaise température. Les liquides se dilatent quand ils chauffent, donc leur masse volumique baisse ; indiquez la température avec toute masse volumique.
- Croire que la masse volumique identifie un matériau. Les alliages, la porosité et les impuretés la modifient : une correspondance est un indice, non une preuve.
- Confondre masse et poids. La masse volumique utilise la masse. Si votre balance affiche des newtons ou des livres-force, convertissez d'abord ; le Convertisseur d'unités peut vous aider.
Questions fréquentes
- Quelle est la formule de la masse volumique ?
- La masse volumique est égale à la masse divisée par le volume, ρ = m/V. Réarrangée, la masse vaut la masse volumique multipliée par le volume, et le volume vaut la masse divisée par la masse volumique. Gardez des unités cohérentes : des grammes avec des millilitres donnent des g/mL, des kilogrammes avec des mètres cubes donnent des kg/m³.
- Quelle est la masse volumique de l'eau ?
- L'eau pure a une masse volumique de 0,9982 g/mL (998,2 kg/m³) à 20 °C et atteint son maximum, environ 0,99997 g/mL, vers 4 °C. Comme elle est si proche de 1 g/mL, beaucoup de calculs rapides traitent 1 mL d'eau comme 1 g. C'est acceptable pour une estimation, mais pas pour des mesures précises.
- Comment savoir si un objet va couler ou flotter ?
- Comparez les masses volumiques. Un objet moins dense que le fluide flotte, la fraction de son volume située sous la surface étant égale au rapport des deux masses volumiques ; un objet plus dense que le fluide coule. Le calculateur le fait pour l'eau, l'eau de mer, l'éthanol, le glycérol, le mercure ou un fluide de votre choix.
- Comment convertir des g/cm³ en kg/m³ ?
- Multipliez par 1 000 : 2,70 g/cm³ font 2 700 kg/m³. Dans l'autre sens, divisez par 1 000. Le même facteur convertit les g/mL en kg/m³ et les kg/L en g/L.
- Quelle différence y a-t-il entre masse volumique et densité relative ?
- La masse volumique a des unités (g/mL, kg/m³) ; la densité relative est le rapport de la masse volumique d'une substance à celle de l'eau, donc sans dimension. Dans le système métrique, les deux nombres sont presque identiques en g/mL, ce qui explique que la densité relative soit indiquée pour des liquides comme l'urine, l'acide de batterie ou le moût de raisin.
- Pourquoi ma masse volumique mesurée diffère-t-elle de la valeur du tableau ?
- Les valeurs de référence concernent des substances pures à une température donnée. Les échantillons réels contiennent des impuretés ou des vides, et la mesure du volume par déplacement ou à la règle comporte sa propre incertitude. Un écart relatif en pourcentage par rapport à la valeur du tableau indique l'ampleur de l'écart ; utilisez le Calculateur d'erreur en pourcentage pour le calculer.