Masse volumique et densité

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Ce qui flotte, ce qui coule

Un seul nombre à comparer : celui de l’eau, 1 g/cm³. En dessous, ça flotte ; au-dessus, ça coule. Trois faits que tout le monde connaît déjà s’expliquent d’un coup.

Pourquoi 90 % d’un iceberg est sous l’eau

La glace a une masse volumique de 0,92 contre 1 pour l’eau. La part immergée est exactement ce rapport : 92 %. Ce n’est pas une curiosité de documentaire, c’est une division.

Et si la glace flotte, c’est parce que l’eau est l’un des rares corps qui se dilatent en gelant. Sans cette anomalie, les lacs gèleraient du fond vers la surface, et rien n’y survivrait l’hiver.

Les cinq erreurs

• Donner une unité à la densité.

  La densité est un rapport entre deux masses volumiques : les unités se simplifient. « Densité 7,8 g/cm³ » est une faute, et elle passe inaperçue parce que le nombre est le même que la masse volumique en g/cm³.

• Mélanger g/cm³ et kg/m³.

  Un g/cm³ vaut mille kg/m³, pas un. L’eau fait 1 g/cm³ ou 1000 kg/m³ — c’est la conversion qui fait rater l’exercice avec une formule pourtant juste.

• Confondre masse et poids.

  La masse se mesure en kilogrammes et ne change pas ; le poids est une force, se mesure en newtons, et dépend de l’endroit. Sur la Lune, un objet garde sa masse et perd les cinq sixièmes de son poids.

• Croire que la glace devrait couler.

  L’eau est l’un des rares corps qui se dilate en gelant : la glace est moins dense que l’eau liquide, donc elle flotte. Sans cette anomalie, les lacs gèleraient du fond vers la surface.

• Prendre le volume du solvant pour celui de la solution.

  La concentration se calcule sur le volume final, solide dissous compris. Verser 20 g de sel dans un litre d’eau ne donne pas exactement un litre de solution.

Les questions qu’on se pose

Quelle différence entre la masse volumique et la densité ?

La masse volumique est une masse divisée par un volume : elle a une unité, g/cm³ ou kg/m³. La densité est cette masse volumique comparée à celle de l’eau : c’est un rapport, donc elle n’a aucune unité. En g/cm³ les deux nombres sont identiques, ce qui rend la confusion invisible — et la faute d’unité fréquente.

Pourquoi un objet flotte-t-il ?

Parce que sa masse volumique est inférieure à celle de l’eau, soit 1 g/cm³. Le fer, à 7,87, coule. Le bois, à 0,45, flotte. L’huile, à 0,92, surnage. Un seul nombre à comparer, et trois faits que tout le monde connaît déjà s’expliquent d’un coup.

Quelle part d’un iceberg est sous l’eau ?

Environ 92 %, parce que la glace a une masse volumique de 0,92 contre 1 pour l’eau : la part immergée est exactement le rapport des deux. C’est aussi pourquoi la glace flotte — l’eau est l’un des rares corps qui se dilatent en gelant.

Comment convertir des g/cm³ en kg/m³ ?

On multiplie par mille. L’eau fait 1 g/cm³ ou 1000 kg/m³. C’est la conversion qui fait rater l’exercice avec une formule pourtant juste, parce qu’on suppose un facteur 1 ou 100.

Quelle différence entre la masse et le poids ?

La masse se mesure en kilogrammes et ne change jamais. Le poids est une force, se mesure en newtons, et dépend de l’endroit : sur la Lune, un objet garde sa masse et perd les cinq sixièmes de son poids. La langue courante les confond, la physique non.

Comment calculer une concentration en masse ?

On divise la masse de soluté par le volume de solution, en grammes par litre. Attention : c’est le volume de la solution entière, solide dissous compris — verser 20 g de sel dans un litre d’eau ne donne pas exactement un litre de solution.

Le volume des solides · Convertir des mesures · Vitesse, distance et durée