TP 9 : Masse volumique

2014 -15
2de9
TP 9 :
Masse volumique
Thème B:
La santé
1. La couronne, le roi et le faussaire…
Archimède a vécu à Syracuse, opulente cité de Sicile qui faisait partie de la grande Grèce.
C’était un ami du roi Hiéron.
Selon Vitruve, Hiéron avait fourni à un orfèvre une certaine quantité d'or à façonner en une couronne.
Afin d'être sûr que l'orfèvre ne l'avait pas dupé en substituant de l'argent (métal moins cher) à une partie de l'or, Hiéron
demanda à Archimède de déterminer si cette couronne était effectivement constituée d'or uniquement, mais sans détruire
l’ouvrage donc sans le fondre ni le scier. Et sinon, d'identifier sa composition exacte.
C'est dans sa baignoire, alors qu'il cherchait depuis longtemps, qu'Archimède trouva la solution et sortit de chez lui en
prononçant la célèbre phrase Eurêka ! (en grec ancien εὕρηκα / heúrêka signifiant « J'ai trouvé ! ») prononcé en courant nu à
travers les rues de la ville.
Aide :
 Proposer un moyen pour déterminer le volume de l’objet sans faire le calcul.
 Puis calculer sa masse volumique.
2. Un peu de rangement, disciple !
Vous disposez de 3 flacons inconnus notés A, B, et C vous devez déterminer quel liquide est contenu dans chacun des
flacons.
Données :
Cyclohexane
Eau distillée
Ethanol
Pictogrammes de
sécurité
Température de fusion
6,5 °C
- 114 °C
Température
d'ébullition
81 °C
78 °C
Miscibilité dans l'eau
non miscible
très bonne
Masse volumique
(en g.mL-1)
0,78
1
0,79
1. Proposer une démarche par écrit pour résoudre le problème posé
2. Après validation par le professeur, réaliser les expériences en tenant compte des mesures de sécurité
3. Réaliser un compte-rendu du travail qui a permis d'identifier le contenu des bouteilles
Elements de correction :
1.
Matériel :
Pièces d’or :
Couronne :
2 cylindres laiton ≈ 160 g
1 cylindre laiton + 3 cylindres aluminium ≈ 160 g
https://www.youtube.com/watch?v=znYrZrUG_oI
Mesurer le volume de la couronne et celui de l’or donné par déplacement d’eau.
La couronne avait un volume supérieur à celui de l’or donné, elle contenait donc un autre métal en l’occurrence de l’argent,
qui pour un même volume a une masse plus faible que l’or.
La notion de masse volumique entrait dans l’histoire.
1 m3 d’or a une masse de 19300 kg et que 1 m3 d’argent a une masse de 10500 kg.
Le roi s’était bel et bien fait avoir, l’orfèvre avait gardé une partie de l’or mais l’histoire ne dit pas ce qui advint de lui.
2.
Le cyclohexane est non-miscible.
On mesure la masse de 10 mL de A :≈ 10 g donc c’est de l’eau
On pese la masse de 10 mL de B : ≈ 8 g donc c’est l’éthanol
S’approprier : /2
Reformuler la problématique
sous forme scientifique :
La masse volumique de
l’or et de l’argent est
différente /1
Mettre des gants
(pictogramme) /1
Groupe
Analyser : /3
Réaliser : /3
Valider : /2
Mesurer la masse
volumique et comparer/1
Mesurer la volume
par différence de
niveau /1
Valider ou infirmer une
information.
Utiliser la miscibilité pour
le cyclohexane/1
Tubes à essai
cyclo/1
Utiliser masse volumique
pour éthanol/1
Eprouvette graduée
ethanol /1
Proposer une stratégie pour
répondre à la problématique.
Comparer les masses
volumiques /1
A : eau
B : ethanol
C : cyclohexane /1
Note :
/10