Masse volumique
La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume.
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Grandeur physique
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Définitions :
- C'est la relation entre la masse et le volume (g/cm3), la densité fluctue selon la température.... (source : tamoil)
du liquide incolore selon la température
La masse volumique est une grandeur physique qui caractérise la masse d'un matériau par unité de volume.
Elle est le plus souvent notée par les lettres grecques ρ rho ou µ mu. On utilise ces deux notations suivant les habitudes du domaine de travail. Cependant le BIPM (Bureau mondial des Poids et Mesures) recommande d'utiliser la notation ρ. [1]
Elle est déterminée par le rapport ρ = m/V où m est la masse de la substance homogène occupant un volume V.
La masse volumique est le synonyme moderne des expressions désuètes «densité absolue» et «densité propre»[2], ou encore «masse spécifique».
Unités de mesure
L'unité de mesure de la masse volumique dans le dispositif mondial est le kilogramme par mètre cube (kg·m-3 ou kg/m3), mais on utilise fréquemment le g/cm3, le kg/L, la t/m3... ou toute autre unité exprimée par le rapport d'une unité de masse et d'une unité de volume.
Dans le dispositif CGS, elle s'exprime en g/cm3. Cette unité a l'avantage de donner des valeurs numériques de l'ordre de l'unité pour les solides dans des conditions raisonnables de température et de pression.
Remarques :
- La valeur numérique est la même dans plusieurs unités car 1 g/cm3 = 1 kg/dm3 = 1 kg/L = 1 t/m3.
- La masse volumique de l'eau est proche de 1 kg/L (sa valeur réelle est , à 4 °C, de 999, 95 kg/m3). Ce n'est pas un hasard, car cela résulte des premières tentatives de définition du kilogramme : la masse d'un litre d'eau à 4°C, ce qui correspond au maximum de sa masse volumique.
Masse volumique et densité
Article détaillé : Densité. La densité d'un matériau est , pour les solides et les liquides, le rapport de la masse volumique de ce matériau à celle de l'eau.
Pour les gaz, la densité est calculée en rapport avec la masse volumique de l'air.
Dans les deux cas, la densité est par conséquent un nombre sans dimension (donc sans unité).
La masse volumique de l'eau valant, à 25°C, 1 g/cm³, la densité d'un liquide ou d'un solide s'exprime par la même valeur numérique que sa masse volumique en g/cm³ ou en kg/L : par exemple, il est équivalent de dire que la densité de l'éthanol est de 0, 79 ou que sa masse volumique est de 0, 79 g/cm³. Ceci donne lieu à des confusions habituelles entre les concepts de masse volumique et de densité. À noter aussi comme source d'erreur supplémentaire, la traduction anglo-saxonne de masse volumique qui est density.
Instrument de mesure
La masse volumique d'un liquide, d'un solide ou d'une pâte peut être déterminée avec un pycnomètre.
Tables des masses volumiques de diverses substances
La masse volumique fluctue selon plusieurs paramètres. Elle dépend surtout de la température et , en particulier pour les gaz, de la pression. Certains matériaux (dont le bois) pouvant absorber de l'eau, le taux d'humidité modifie aussi la masse volumique. Pour les sols et les matériaux poreux, il faut aussi tenir compte de la masse d'air contenue dans les volumes des vides, mais en pratique, ils sont fréquemment négligés.
Sauf indications contraires, les masses volumiques sont données pour des corps à la température de 20 °C, sous la pression atmosphérique normale (1013 hPa).
Roches, minéraux, matériaux usuels
| Roches, minéraux, matériaux usuels | masse volumique kg/m3 |
|---|---|
| ardoise | 2 700 - 2 800 |
| amiante | 2 500 |
| argile | 1 700 |
| béton | 2 400 (armé 2 500) |
| béton bitumineux dit enrobé | 2 350 |
| calcaire | 2 600 - 2 700 |
| compost | 550-600 [3], [4] |
| craie | 1 250 |
| granite | 2 600 - 2 700 |
| grès | 2 600 |
| kaolin | 2 260 |
| marbre | 2 650 - 2 750 |
| quartz | 2 650 |
| pierre ponce | 910 |
| porcelaine | 2 500 |
| sable | 1 600 |
| terre végétale | 1 250 |
| verre à vitres | 2 530 |
Métaux et alliages
| Métaux et alliages | masse volumique kg/m3 |
|---|---|
| acier | 7 850 |
| acier rapide HSS | 8 400 - 9 000 |
| fonte | 6 800 - 7 400 |
| aluminium | 2 700 |
| argent | 10 500 |
| Beryllium | 1 848 |
| bronze | 8 400 - 9 200 |
| carbone (diamant) | 3 508 |
| carbone (graphite) | 2 250 |
| constantan | 8 910 |
| cuivre | 8 920 |
| duralumin | 2 900 |
| fer | 7 860 |
| iridium | 22 640 |
| laiton | 7 300 - 8 800 |
| lithium | 530 |
| magnésium | 1 750 |
| mercure | 13 545, 88 |
| molybdène | 10 200 |
| nickel | 8 900 |
| or | 19 300 |
| osmium | 22 610 |
| palladium | 12 000 |
| platine | 21 450 |
| plomb | 11 350 |
| potassium | 850 |
| tantale | 16 600 |
| titane | 4 500 |
| tungstène | 19 300 |
| uranium | 18 700 |
| vanadium | 6 100 |
| zinc | 7 150 |
Liquides
| Liquides | masse volumique kg/m3 |
|---|---|
| acétone | 790 |
| acide acétique | 1 049 |
| azote à -195°C | 810 |
| brome à 0°C | 3 087 |
| eau à 4°C | 999, 95 |
| eau de mer | 1 030 |
| essence | 750 |
| éthanol | 789 |
| éther | 710 |
| gasoil | 850 |
| glycérine | 1 260 |
| hélium à -269°C | 150 |
| huile d'olive | 920 |
| hydrogène à -252°C | 70 |
| lait | 1 030 |
| oxygène à -184°C | 1 140 |
Gaz
| Gaz à 0°C | formule | masse volumique kg/m3 |
|---|---|---|
| acétylène | C2H2 | 1, 170 |
| air | - | 1, 293 |
| air à 20°C | - | 1, 204 |
| ammoniac | NH3 | 0, 77 |
| argon | Ar | 1, 7832 |
| diazote | N2 | 1, 250 51 |
| isobutane | C4H10 | 2, 670 |
| butane (normal) | C4H10 | 2, 700 |
| dioxyde de carbone | CO2 | 1, 976 9 |
| vapeur d'eau à 100°C | H2O | 0, 5977 |
| hélium | He | 0, 178 5 |
| dihydrogène | H2 | 0, 0899 |
| krypton | Kr | 3, 74 |
| néon | Ne | 0, 90 |
| monoxyde de carbone | CO | 1, 250 |
| ozone | O3 | 2, 14 |
| propane | C3H8 | 2, 01 |
| radon | Rn | 9, 73 |
Matières plastiques
| Matières plastiques | masse volumique kg/m3 |
|---|---|
| Polypropylène | 850 - 920 |
| Polyéthylène basse densité | 890 - 930 |
| Polyéthylène haute densité | 940 - 980 |
| ABS | 1 040 - 1 060 |
| Polystyrène | 1 040 - 1 060 |
| Nylon 6, 6 | 1 120 - 1 160 |
| Polyacrylate de méthyle | 1 160 - 1 200 |
| Polyméthacrylate de méthyle (PMMA - Plexiglas) | 1 180 - 1 190 |
| PVC + plastifiant | 1 190 - 1 350 |
| Bakélite | 1 350 - 1 400 |
| Polyéthylène téréphtalate | 1 380 - 1 410 |
| Polychlorure de vinyle (PVC) | 1 380 - 1 410 |
Bois
Le bois est une matière vivante dont la masse volumique fluctue essentiellement selon plusieurs paramètres surtout l'essence et l'humidité.
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Notes et références
- ↑ (fr) 8e édition de 2006 de la Brochure du Dispositif mondial d'unités, page 31
- ↑ Élie Lévy, Dictionnaire de physique, PUF, Paris, 1988, page 217
- ↑ (fr) Documentation sur le compostage
- ↑ (fr) Rapport final du projet : Mise en œuvre de la technique du Bois Raméal Fragmenté (BRF) en agriculture wallonne. Juin 2006, page 17
- ↑ Définitions, équivalences énergétiques, méthodologie pour l'utilisation du tableau de bord des statistiques du bois énergie. DGEMP-Ademe
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La version présentée ici à été extraite depuis cette source le 24/03/2009.
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