La densité d'un liquide est beaucoup plus facile à mesurer que celle d'un solide ou d'un gaz. Le volume d'un solide peut être difficile à obtenir, tandis que la masse d'un gaz peut rarement être mesurée directement. Vous pouvez, cependant, mesurer le volume et la masse d'un liquide directement et, pour la plupart des applications, simultanément. Les parties les plus importantes de la mesure de la densité d'un liquide consistent à calibrer correctement la balance et à lire le volume avec précision. Placez le récipient de mesure du volume sur la balance. Ajustez la balance à l'aide des ajustements manuels ou de la fonction "tare" automatique de la balance, de sorte que la balance indique "0" avec le récipient dessus. Le conteneur peut être tout ce qui a des marques qui permettent la mesure du volume. Dans les laboratoires de chimie, les récipients les plus courants sont des cylindres ou des béchers gradués. Ajouter le liquide dans le récipient et lire la mesure du volume. Plusieurs fois, la surface du liquide sera courbe où vous lisez la mesure.
La densité d'un échantillon est un paramètre de qualité important tant des matières premières que des produits finis. Diverses techniques permettent de déterminer avec précision la densité des matériaux solides et liquides. EAG Laboratories effectue une analyse de densité des solides et des liquides en utilisant la méthode de flottabilité gravimétrique et la méthode de déplacement de gaz. Méthode de flottabilité gravimétrique La méthode la plus largement utilisée pour déterminer la densité des solides et des liquides est la technique de flottabilité gravimétrique qui utilise le principe d'Archimède. Le principe d'Archimède stipule qu'un corps immergé dans un fluide subit une force de flottabilité agissant sur lui. L'amplitude de cette force équivaut au poids du fluide déplacé par le corps. Principe de mesure pour un échantillon solide L'échantillon est pesé une fois dans l'air et une fois immergé dans le liquide auxiliaire de densité connue. La densité de l'échantillon solide peut être déterminée à partir de la densité connue du liquide et des deux valeurs de masse.
Calculer une densité Unité et notation Utiliser une densité pour calculer une masse volumique Prévoir si un solide flotte ou coule Prévoir la position d'une phase liquide par rapport à une autre Les facteurs dont dépend la densité Densité d'un gaz Mouvements de convection dans un fluide Tableau de densités Définition: pour un liquide ou un solide la densité est définie comme le rapport de la masse volumique du solide ou du liquide par celle de l'eau pure prise à la température de référence de 3, 98 °C. Cette eau pure a une masse volumique qui vaut exactement 1, 000 kg/L (1000 kg/m 3). Formule: Cette relation est vérifiée uniquement si les deux masses volumiques sont exprimées dans la même unité. Si l'on choisit une unité pour laquelle la masse volumique de l'eau est 1 (en kg/L, g/L, kg/dm 3, ou g/cm 3) alors la densité possède la même valeur que la masse volumique. La densité se note la première lettre de son nom: d (toujours en minuscule) Etant définie comme le rapport de deux grandeurs qui ont la même unité, elle ne possède aucune "dimension", elle ne peut être exprimée naturellement en fonction d'aucune unité de base (mètre, kilogramme, joule, coulomb etc.. ).
Dans l' air ce sont les différence de températures qui induisent des différence de densité: l' air chaud, moins dense, s'élève. l' air froid, plus dense, descend. Dans les mers et océans les variations de densité peuvent être causée par deux facteurs qui sont la température (comme dans l' air) et la salinité (la concentration en sels). Une eau chaude est en général moins dense qu'une eau froide (même si le phénomène est d'une amplitude nettement moindre que celle des gaz) et tends à remonter tandis qu'une eau froide à tendance à être plus dense et à couler. Une eau plus salée est plus dense et tend à descendre. Remarque Les variations de la densité de l'eau en fonction de la température ne sont pas continues, l'eau présente un minimun de densité à 4°C et autour cette valeur il est possible qu'une eau plus froide soit moins dense (par exemple, l'eau pure à 1°C est moins dense que l'eau pure à 4°C).
Les mesures de routine s'effectuent le plus souvent avec un densimètre standard en verre lesté au plomb. Le densimètre est plongé dans le liquide préalablement placé dans une éprouvette. L'enfoncement dans le fluide varie en fonction de sa densité dont la valeur est lue directement grâce à une échelle graduée. Des étalons de densité permettent de vérifier l'étalonnage du densimètre. Pour une mesure plus précise, on utilise un picnomètre. Ce petit récipient dont la forme rappelle celle de la fiole, est caractérisé par un volume très précis. La détermination de la densité s'effectue par pesée. Il est impératif de conserver le même picnomètre pour mesurer la masse d'eau et la masse de substance. Il est également préférable de dégazer les solutions en plaçant le picnomètre dans une enceinte sous-vide. Des densimètres automatiques sont également disponibles et permettent d'avoir des mesures de masse volumique précises à +/-0, 001g/mL. Le liquide est placé dans un tube oscillant. La période de vibration est proportionnelle à la masse volumique du liquide.
La mesure de la masse volumique d'un liquide et d'un solide - YouTube
Les niveaux du mercure étant H1 et H2, la hauteur d'eau est H = H3 − H1 et celle du liquide est H' = H3 − H2. Les niveaux supérieurs étant identiques, les pressions sont identiques. On en déduit que: ρ x. H' + ρ Hg. g (H' − H) = ρ eau. H. Soit D x = [D Hg (H' − H) +1. H] / H'. (avec D Hg = 13, 60). Cette méthode est applicable avec des liquides miscibles mais un rapide calcul d'incertitude montre quelle est très imprécise. Son seul intérêt est de monter un exemple d'application du principe fondamental de la statique des fluides. Utilisation Choisir la méthode Le bouton [Nouveau] donne une valeur aléatoire à Dx et lance le remplissage du tube avec le liquide. Cliquer sur le bouton [Départ] pour ajouter l'eau ou le liquide. Glisser la point rouge avec la souris pour déplacer le cuseur et déterminer les valeurs de H1, H2 et H3. Le bouton [Réponse] affiche la solution. Faire quelques mesures avec le calcul d'erreur correspondant. Attention Lors du calcul d'erreur noter qu'une grandeur intervient à la fois au numérateur et au dénominateur.
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