Calcul de la Densité de l’Huile (6ème)
L'huile flotte-t-elle sur l'eau ? Une question de densité !
Tu as peut-être déjà vu que l'huile et l'eau ne se mélangent pas bien et que l'huile a tendance à flotter sur l'eau. Cela est dû à une propriété appelée la densité. Chaque liquide (et même chaque solide ou gaz) a sa propre densité. En mesurant la masse et le volume d'un liquide comme l'huile, on peut calculer sa densité et comprendre pourquoi elle se comporte ainsi par rapport à l'eau.
Énoncé de l'exercice : L'expérience de Manon avec l'huile
- Elle pèse l'éprouvette graduée vide et trouve une masse (\(m_{\text{éprouvette vide}}\)) de \(52 \, \text{grammes (g)}\).
- Elle verse ensuite \(50 \, \text{millilitres (mL)}\) d'huile dans l'éprouvette graduée.
- Elle pèse l'éprouvette graduée contenant l'huile et trouve une masse totale (\(m_{\text{éprouvette + huile}}\)) de \(98 \, \text{g}\).
Schéma : Mesure de la masse et du volume de l'huile
Manon mesure la masse de l'éprouvette vide, puis avec l'huile, et note le volume d'huile.
Questions à traiter
- Comment Manon peut-elle calculer la masse de l'huile seule, en connaissant la masse de l'éprouvette vide et la masse de l'éprouvette avec l'huile ? Effectue ce calcul.
- Rappelle la formule qui permet de calculer la densité (\(\rho\)) d'une substance si l'on connaît sa masse (\(m\)) et son volume (\(V\)).
- Calcule la densité de l'huile mesurée par Manon. Exprime le résultat en grammes par millilitre (\(\text{g/mL}\)).
- Compare la densité de l'huile que tu as calculée à celle de l'eau (\(1 \, \text{g/mL}\)). L'huile est-elle plus dense ou moins dense que l'eau ?
- En te basant sur ta réponse à la question 4, si Manon versait délicatement cette huile dans un verre d'eau, l'huile flotterait-elle ou coulerait-elle ? Explique pourquoi.
Correction : L'expérience de Manon avec l'huile
Question 1 : Calcul de la masse de l'huile
Principe :
Pour trouver la masse de l'huile seule, il faut soustraire la masse du récipient vide (l'éprouvette) de la masse totale du récipient contenant l'huile.
Données spécifiques :
- Masse de l'éprouvette vide (\(m_{\text{éprouvette vide}}\)) : \(52 \, \text{g}\)
- Masse de l'éprouvette + huile (\(m_{\text{éprouvette + huile}}\)) : \(98 \, \text{g}\)
Calcul :
Question 2 : Formule de la densité
Principe :
La densité d'une substance est le rapport entre sa masse et le volume qu'elle occupe.
Formule :
Où :
\(\rho\) (rhô) est la densité,
\(m\) est la masse de la substance,
\(V\) est le volume de la substance.
Question 3 : Calcul de la densité de l'huile
Principe :
Nous utilisons la masse de l'huile calculée à la question 1 et le volume d'huile mesuré par Manon pour calculer la densité de l'huile.
Données spécifiques :
- Masse de l'huile (\(m_{\text{huile}}\)) : \(46 \, \text{g}\)
- Volume de l'huile (\(V_{\text{huile}}\)) : \(50 \, \text{mL}\)
Calcul :
Quiz Intermédiaire 1 : Si on a \(20 \, \text{g}\) d'un liquide qui occupe un volume de \(10 \, \text{mL}\), quelle est sa densité ?
Question 4 : Comparaison de la densité de l'huile et de l'eau
Principe :
Nous comparons la valeur de la densité de l'huile que nous avons calculée avec la densité de l'eau qui nous est donnée.
Données spécifiques :
- Densité de l'huile (\(\rho_{\text{huile}}\)) : \(0.92 \, \text{g/mL}\)
- Densité de l'eau (\(\rho_{\text{eau}}\)) : environ \(1 \, \text{g/mL}\)
Comparaison :
\(0.92 \, \text{g/mL}\) (huile) est plus petit que \(1 \, \text{g/mL}\) (eau).
Donc, l'huile est moins dense que l'eau.
Question 5 : L'huile flottera-t-elle sur l'eau ?
Principe :
Lorsqu'on mélange deux liquides qui ne se dissolvent pas l'un dans l'autre (non miscibles), le liquide le moins dense flotte au-dessus du liquide le plus dense.
Réponse :
Puisque l'huile est moins dense (\(0.92 \, \text{g/mL}\)) que l'eau (\(1 \, \text{g/mL}\)), si Manon versait délicatement cette huile dans un verre d'eau, l'huile flotterait sur l'eau.
Quiz Intermédiaire 2 : Un liquide A a une densité de \(1.2 \, \text{g/mL}\). L'eau a une densité de \(1 \, \text{g/mL}\). Si on verse le liquide A dans l'eau :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Pour calculer la masse d'un liquide contenu dans un récipient, on doit :
2. Un liquide a une masse de \(80 \, \text{g}\) et un volume de \(100 \, \text{mL}\). Sa densité est de :
3. Si un liquide est MOINS dense que l'eau et non miscible avec elle, il va :
Glossaire des termes importants
- Masse (\(m\))
- La quantité de matière dans un objet ou une substance. Unité courante : gramme (g).
- Volume (\(V\))
- L'espace occupé par un objet ou une substance. Unité courante pour les liquides : millilitre (mL) ou litre (L).
- Densité (\(\rho\))
- Rapport de la masse d'une substance par son volume (\(\rho = m/V\)). C'est une caractéristique d'une substance qui aide à l'identifier et à prédire si elle flottera ou coulera dans un autre liquide.
- Gramme par millilitre (\(\text{g/mL}\))
- Une unité courante pour exprimer la densité des liquides et des solides. \(1 \, \text{g/mL}\) est la même chose que \(1 \, \text{g/cm}^3\).
- Éprouvette graduée
- Un instrument de laboratoire en forme de cylindre avec des graduations, utilisé pour mesurer précisément le volume des liquides.
- Balance
- Un instrument utilisé pour mesurer la masse d'un objet.
- Miscible
- Se dit de deux liquides qui peuvent se mélanger complètement pour former une seule phase homogène (exemple : l'eau et le sirop).
- Non miscible
- Se dit de deux liquides qui ne se mélangent pas et forment des couches séparées (exemple : l'huile et l'eau).
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