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Correspondance unité de masse / unité de volume

Posté par
Cralon
20-08-09 à 11:30

Bonjour,

Je fais face à quelqu'un de buté qui m'affirme que ça n'a pas de sens et que c'est impossible d'obtenir le poids d'un liquide si l'on connait son volume et sa densité ou d'obtenir le volume d'un liquide avec son poids et sa densité.

Je cherche une sorte de cours sur internet pour lui prouver le contraire, mais pas moyen d'en trouver. Quelqu'un aurait ça sous la main ?

Merci d'avance.

Posté par
Coll Moderateur
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 20-08-09 à 12:35

Bonjour,

La densité   3$d   d'un liquide est le rapport
. de la masse volumique de ce liquide 3$\rho_{liquide}
. à la masse volumique d'un liquide de référence (l'eau habituellement) 3$\rho_{eau}

3$d\;=\;\frac{\rho_{liquide}}{\rho_{eau}}

La masse 3$M d'un certain volume 3$V de ce liquide s'obtient donc par

3$M\,=\,\rho_{liquide}\,\times\,V\,=\,d\,\times\,\rho_{eau}\,\times\,V

et donc le poids de ce liquide s'obtient par P = M.g

Posté par
Kaela
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 20-08-09 à 12:38

Bonjour

Regarde la formule de la poussée d'Archimède qui est :

Pa = fluide.Vfluide déplacé.g

puis conclus

Posté par
J-P
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 20-08-09 à 13:44

Kaela,

Tu peux m'expliquer la relation entre la question posée et ta réponse ?

Posté par
Kaela
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 20-08-09 à 14:03

Aucune , effectivement désolé.

Posté par
Barbidoux
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 21-08-09 à 21:06

Bonjour,

Je fais face à quelqu'un de buté qui m'affirme que ça n'a pas de sens et que c'est impossible d'obtenir le poids d'un liquide si l'on connait son volume et sa densité ou d'obtenir le volume d'un liquide avec son poids et sa densité.
---------------------
Alors, si j'assimile le poids à la masse du liquide, je dois être aussi buté que lui.....

Comme cela a été dit :
La densité  d    d'un liquide est le rapport
. de la masse volumique \rho de ce liquide
. et de la masse volumique de l'eau  \rho_{\text{H}_2\text{O}

Je rajouterais " à la même température"

Donc la masse d'un liquide de volume V(" la  température T") vaut donc :
  M=\rho\,V=d\,\rho_{\text{H}_2\text{O}} V et si l'on ne connaît que les valeurs de  d  et de  V il est donc formellement impossible de calculer exactement le poids d'un liquide en ne connaissant que son volume et sa densité  à la température T ou de calculer son volume (à la température T) à partir de son poids et de sa densité.

Cependant la masse volumique de l'eau variant peu avec la température étant proche de 1 en première approximation on peut quand même écrire M\approx d\,V ce qui revient à considérer que le volume d'une même quantité d'eau V est invariant avec la température.

Posté par
J-P
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 22-08-09 à 10:18

Salut Bardidoux,

Attention si on veut mettre les points sur les i.
Il faut déjà s'entendre sur la définition de la densité.

Tu indiques ... "à la même température"

Or généralement (pas forcément pour tous), le corps de référence est l'eau à 4°C.

On en parle ici :

Par là, la masse volumique du corps de référence est connue c'est celle de l'eau à 4°C.

Sauf distraction

Posté par
Barbidoux
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 22-08-09 à 12:39

La densité d'un solide homogène, par rapport à l'eau, à la température T  est le rapport de la masse d'un volume V du solide et du même volume d'eau mesurés dans les même conditions. C'est aussi le rapport des masse volumique du composé et de l'eau à la température T.

La densité d'un gaz ou d'un mélange gazeux homogène, par rapport à l'air, à la température T  est le rapport de la masse d'un volume V de ce gaz et du même volume d'air mesurées à la température T sous 1 atmosphère. C'est aussi le rapport des masse volumique du gaz ou du mélange gazeux et de l'air à la température T sous la pression de 1 Atmosphère.

La densité est une notion "obsolète" dont l'usage est déconseillé et qui ne devrait jamais être fournie sans indication de température.

La densité d'un corps homogène ne doit pas être confondue avec sa densité relative, (mass density) rapport de la masse volumique rho d'un composé à la température T et de rho°  la masse volumique de l'eau à 3,6° soit 1 g/cm^3 ou 1000 kg / m^3 qui n'est en fait que sa masse volumique adimentionnalisée à la température T.

En général, et conventionnellement, la densité relative des composés homogènes (solides ou solutions) commerciaux est donnée à 20°C.

Posté par
J-P
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 22-08-09 à 16:27

"La densité d'un solide homogène, par rapport à l'eau, à la température T  est le rapport de la masse d'un volume V du solide et du même volume d'eau mesurés dans les mêmes conditions."

Ca c'est ta définition, qui est aussi celle de ce lien :   

Si je suis celle du lien donné (et acceptée par beaucoup, mais pas tous)

"La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à 4 °C pour les liquides et les solides."

Mais comme je l'ai déjà répété de multiples de fois, il y a presque autant de définitions pour une même notion mathématique qu'il n'y a de mathématiciens et c'est pareil en physique.

Le fait que la densité des solides et liquides est souvent donnée à 20°C n'empèche pas d'avoir comme corps de référence l'eau à 4°C (ou à 3,6°C d'après d'autre sources)

Cela ne me choque pas que la densité de l'eau à 20°C ne soit pas exactement 1.

Voila un lien qui donne les densités de l'eau en fonction de la température :
Il semble bien que là c'est plutôt 3,6°C la température pour l'eau de référence.
  
Peu importe, il faut d'abord et avant tout comprendre qu'aucune définition de quoi que ce soit n'est unique et acceptée par tous...  Chacun pense que c'est LA définition qu'il utilise la bonne et c'est bien là une source énorme de malentendus.

Je suis d'avis aussi qu'on ferait mieux de ne jamais parler de densité mais plutôt de masse volumique à une température donnée, cela éviterait les méprises engendrées par des définitions différentes (mais qui existent bel et bien) de la densité.  
  

Posté par
Barbidoux
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 22-08-09 à 20:18

La densité est une notion obsolète qui était utilisée dans de nombreux manuels scolaire jusqu'aux années 70 avec pour définition :
"La densité d'un solide homogène, par rapport à l'eau, à la température T est le rapport de la masse d'un volume V du solide et du même volume d'eau mesurés dans les mêmes conditions."
On définissait aussi de la même manière la densité par rapport à l'air d'un gaz.

L'utilisation du terme "densité" qui est confusionnel perdure en raison d'une mauvaise traduction du terme anglo-saxon "density" ou "mass densité" qui doit se traduire par masse volumique.

Au mieux devrait-on utiliser  le terme "densité relative" qui est la traduction de l'expression anglo-saxone "relative density" rapport des masse volumique d'un composé homogène à la température T et de celle de l'eau à 4°C pour laquelle la masse volumique vaut 1,000000 g/cm^3  et le volume massique 1,000000 cm^3/g.

Mais là encore on se demande pourquoi utiliser la densité relative (rapport de deux grandeur mesurées à des températures différentes) alors que l'on dispose de la définition de la masse volumique d'un composé homogène qui lui est sans ambiguïté et est commune aux solides liquides et gaz homogènes.

Les vielles définitions on la vie dure et je pense qu'il serait plus sage d'utiliser au lycée les définitions et notations internationales approuvées par l'ensemble des scientifiques (définitions de l'International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC)).  

Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry
- the IUPAC Green Book - 3rd edition
For IUPAC, RSC Publishing, Cambridge 2007 [ISBN 0 85404 433 7; ISBN-13 978 0 85404 433 7]

Au lycée l'enseignement des science soufre d'un manque de rigueur inquiétant et lorsque je vois écrit sur la couverture d'un manuel d'enseignement de la chimie de terminale d'un éditeur de premier plan

pH=-lg[H3O^(+)] et dessous pH sans unité [H3O^(+)]  en mol/L....

les bras m'en tombent.....

Posté par
J-P
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 23-08-09 à 11:39

Oui Barbidoux,
  
Il n'y a maheureusement pas qu'au lycée que cela manque de rigueur.

Et espérer que tout est normalisé internationalement et que ces normes sont utilisées par tous les mathématiciens et scientifiques est une erreur.

Si tu as l'occasion de lire un rapport technique de la Nasa sur un vol d'une des navettes ou d'un vol d'un des Apollo ou ..., tu remarqueras qu'il n'est pas question pour eux d'utiliser le SI pour les unités et qu'ils utilisent partout leur propres conventions.
  
En voilà un au hasard :  

Posté par
Barbidoux
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 23-08-09 à 18:31

La sonde Kosmos 419 a té perdue par les russes car un technicien a effectué une erreur de d'unité en confondant heures et  années en introduisant les données dans un programme.

Pour ne pas être en reste le 23 septembre 1999 la NASA perdait définitivement la sonde Mars Climate Orbiter à la suite d'une erreur invraisemblable d'unité....  Les ingénieurs de Lockheed Martin Astronautics (Denver dans le Colorado), la firme qui a conçu et fabriqué la sonde martienne, avaient apparemment gardé la mauvaise habitude de travailler avec les unités du système anglo-saxons. De leur côté, les ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (Pasadena en Californie) travaillaient depuis des années dans le système métrique, reconnu au niveau international comme étant le système de référence.

Ce qui met quand même l'erreur d'unité à  900 millions de dollars ...

Un record qui sera difficile à battre non ?

Chacun a en effet le droit d'utiliser ses propres normes et conventions, mais si on veut être correctement compris par d'autres il faut une sémantique et sémiotique commune. C'est la raison pour laquelle je milite pour les normes de l'IUPAC  et comme le disait Guillaume le Taciturne  «Point n'est besoin d'espérer pour entreprendre ni de réussir pour persévérer.»

Posté par
J-P
re : Correspondance unité de masse / unité de volume 24-08-09 à 14:27

Barbidoux,
  
Tu prèches un convaincu.

Je me tue aussi à répéter que les incohérences de conventions et définitions entres les uns et les autres coûtent chaque année des sommes astronomiques par les malendendus qu'elles engendrent...
  
Il y a encore eu un topic qui a débordé sur ce thème ici sur ce site, dans un passé très proche.
    
Mais, la plupart ne le croit pas.
  



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