La densité mesure la masse par unité de volume d'un objet ou d'un fluide. Pour la calculer, il suffit de connaître la masse et le volume. La formule est simple :
densité = masse / volume
La masse est souvent facile à mesurer, mais le volume peut s'avérer plus complexe. Pour les formes régulières comme un cube, une sphère ou un cylindre, utilisez les formules géométriques standards. Pour les objets irréguliers, mesurez le volume déplacé en les immergeant dans un liquide.
Cet article vous guide pas à pas pour calculer la densité d'un solide et d'un liquide, avec des exemples pratiques inspirés de problèmes classiques en physique et chimie.
Exemple 1 : Quelle est la densité d'un cube de sucre de 11,2 g mesurant 2 cm de côté ?
Étape 1 : Déterminez masse et volume.
Masse = 11,2 g
Volume d'un cube = (côté)3 = (2 cm)3 = 8 cm³
Étape 2 : Appliquez la formule.
densité = 11,2 g / 8 cm³ = 1,4 g/cm³
Réponse : La densité du cube de sucre est de 1,4 g/cm³.
Exemple 2 : Une solution d'eau salée contient 25 g de sel dans 250 mL d'eau (densité de l'eau pure = 1 g/mL). Quelle est sa densité ?
Étape 1 : Calculez la masse totale et le volume.
Masse de l'eau = densitéeau × volumeeau = 1 g/mL × 250 mL = 250 g
Masse totale = 25 g (sel) + 250 g (eau) = 275 g
Volume total = 250 mL
Étape 2 : Appliquez la formule.
densité = 275 g / 250 mL = 1,1 g/mL
Réponse : La densité de l'eau salée est de 1,1 g/mL.
Pour un objet irrégulier comme un jouet en métal, remplissez une éprouvette graduée à moitié d'eau et notez le volume initial. Immergez l'objet (chassez les bulles d'air), notez le nouveau volume. Le volume déplacé = volume final - volume initial. Pesez l'objet à sec pour calculer la densité.
Utilisez une balance précise pour la masse et un cylindre gradué pour le volume. Respectez les chiffres significatifs de la mesure la moins précise. Vérifiez la cohérence : un objet qui coule dans l'eau doit avoir une densité > 1 g/cm³.
