Quelques masses volumiques et densités

Complément IV.1
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Quelques masses volumiques et densités
Ce complément a pour but d’illustrer les différents ordres de grandeurs des masses volumiques des
gaz d’une part, et des liquides et des solides d’autre part.
1. Quelques gaz
Les valeurs numériques sont celles : de la masse volumique dans les conditions normales de
température et de pression ; de la densité du gaz, considéré comme parfait, par rapport à l’air :
0 
M
Vm 0
d
0
0 air
La masse volumique de l’air dans les CNTP vaut :
µ0 ≈ 1,293 kg.m-3
1 m3 d’air pèse 1,293 kg
1 L = 1 dm3 d’air pèse 1,293 g
Le moins dense de tous les gaz est le dihydrogène :
µ0 ≈ 0,09 (0,0892) kg.m-3
d ≈ 0,7 (0,69)
Dans l’atmosphère le gaz le plus présent est le diazote :
µ0 ≈ 1,2 (1,249) kg.m-3
d ≈ 1,0 (0,97)
Le gaz indispensable à la respiration est le dioxygène :
µ0 ≈ 1,4 (1,428) kg.m-3
d ≈ 1,1 (1,10)
Le dioxyde de carbone est toxique ; quand il se forme dans un appartement, il se concentre près
du sol car il est plus dense que l’air :
µ0 ≈ 1,9 (1,963) kg.m-3
d ≈ 1,5 (1,52)
Il en est de même lorsqu’une bouteille de propane C3H8 fuit :
µ0 ≈ 1,9 (1,963) kg.m-3
d ≈ 1,5 (1,52)
Ou une bouteille de butane C4H10 :
µ0 ≈ 3,3 (3,302) kg.m-3
2. Quelques liquides
Les densités sont calculées par rapport à l’eau :
d
m


meau eau
d ≈ 2,6 (2,55)
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La masse volumique de l’eau est :
µeau = 103 kg.m-3
1 L = 1000 cm3 d’eau pèse 1 kg = 1000 g
1 m3 d’eau pèse 1000 kg
L’huile, l’essence ont des masses volumiques et des densités proches de :
µ ≈ 0,9. 103 kg.m-3
d ≈ 0,9
µ ≈ 0,8. 103 kg.m-3
d ≈ 0,8
Le mercure est liquide et très dense :
µ ≈ 13,6. 103 kg.m-3
d ≈ 13,6
3. Quelques solides
L’aluminium est un métal, présent dans la vie courante et peu dense :
µ ≈ 2,7. 103 kg.m-3
d ≈ 2,7
Le lithium, moins présent dans la vie de tous les jours, est encore moins dense :
µ ≈ 0,53. 103 kg.m-3
d ≈ 0,53
Le titane est présent dans des alliages légers à cause de sa faible densité :
µ ≈ 4,5. 103 kg.m-3
d ≈ 4,5
Le fer, par contre, est un solide dense :
µ ≈ 7,8. 103 kg.m-3
d ≈ 7,8
Parmi les métaux précieux, l’or est très dense, l’argent moins :
µ ≈ 19,3. 103 kg.m-3
d ≈ 19,3
µ ≈ 10,5. 103 kg.m-3
d ≈ 10,5
Les métaux comme l’uranium, le plutonium, le neptunium les concurrencent ou les battent :
µ ≈ 18,7. 103 kg.m-3
d ≈ 18,7
µ ≈ 19,8. 103 kg.m-3
d ≈ 19,8
µ ≈ 20,3. 103 kg.m-3
d ≈ 20,3
L’iridium est un métal encore plus dense :
µ ≈ 22,5. 103 kg.m-3
d ≈ 22,5
Le plomb, réputé pour sa densité, est en fait nettement moins dense :
µ ≈ 11,4. 103 kg.m-3
d ≈ 11,4