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1 kilo c'est quoi ?

Posté par
clo_la-bougie
01-11-12 à 14:46

Boujour à tous les passionnés de sciences,

Alors 1 kilo, c'est quoi ?
Vous me direz : "Allez au pavillon de Breteuil, vous verrez un kilo (sous la forme d'un cylindre de platine irridié)".
Mais le fabricant de platines irridiés, il a copié sur quoi ? Vous me direz : "sur la masse d'une bouteille d' 1 litre d'eau (supposons que la bouteille vide n'ait pas de masse)"
Soit ! Si l'on est d'accord pour dire qu' 1/2 L d'eau diffère d' 1 L d'eau en ce qu'ils ne contiennent pas le même nombre de molécules d'eau, la masse dépend d'un comptage (de molécules). Mais le comptage de molécules, c'est de la quantité de matière (des moles donc).

Je conclus que masse et quantité de matière sont 2 manières d'exprimer la même chose ! (ais-je raison ?)


Par ailleurs, ma bouteille pèse : P = mG (poids = masse multiplié par l'attraction terrestre). Sa masse est m = P/G.
Si j'expédie ma bouteille dans l'espace, l'attraction terrestre G finira par être nulle quand la bouteille sera très loin.
Mais que faire de P/G (on n'a pas le droit de diviser par zéro).

Donc comment se fait-il que cette formule fasse dépendre la masse de l'influence de la terre alors qu'on se doute que notre bouteille, quittant même le système solaire, est toujours là, avec sa masse !

  Vous me direz : " P=mG, c'est la formule de la masse grave, mais votre bouteille, partie si loin, a toujours sa masse... d'inertie "

  Soit ! Quelqu'un peut-il me donner la formule de la masse d'inertie ?

Edit Coll : forum modifié

Posté par
Coll Moderateur
re : 1 kilo c'est quoi ? 01-11-12 à 15:21

Bonjour,

Un kilo, c'est mille, ou 103

Au Pavillon de Breteuil, dans le caveau sous les laboratoires du BIPM, il y a l'étalon international de masse, qui est le kilogramme (et vous n'avez aucune chance d'être autorisé à le voir...).

À la Révolution, après avoir défini le mètre, le kilogramme fut défini comme la masse d'un decimètre cube d'eau (à la température correcte).

On ne risque pas de diviser par zéro. G est une constante universelle.

Le poids serait annulé en l'absence de pesanteur.

La masse inerte est équivalente à la masse grave (principe de la relativité générale).
 

Posté par
Coll Moderateur
re : 1 kilo c'est quoi ? 01-11-12 à 15:22

Non, la masse et la quantité de matière ne sont pas la même chose.
 

Posté par
efpe
re : 1 kilo c'est quoi ? 01-11-12 à 15:47

bonjour à tous

si j'peux me permettre d'ajouter une chose

dans la formule de clo, elle parlait plutôt de P = m.g, avec g l'accélération de pesanteur.

Si on part loin de tout corps, on a P=0 car g=0

On ne peut pas se permettre d'écrire : m = P/g si g est nul puisque cette écriture exclut mathématiquement ce cas justement !

D'ailleurs la définition de la masse ne passe pas par P et g

La masse d'un corps est lié à sa quantité de matière (en mol) et à la masse molaire de cette matière.

Posté par
Coll Moderateur
re : 1 kilo c'est quoi ? 01-11-12 à 15:53

Bonjour efpe

Posté par
clo_la-bougie
1 kilo c'est quoi ? 02-11-12 à 00:13

re-bonjour,

merci de vos réponses. Je ne suis pas un scientifique, et je n'ai pas de formation scientifique.
J'espère que ceux qui s'y connaissent (physiciens, enseignants etc) ne projettent pas de rester
entre-eux. Auquel cas je me retirerai sur la pointe des pieds.
J'envisageais peu, à vrai dire, de me faire inviter au pavillon de Breteuil.
Moi, je suis un 'littéraire', mais les efforts de vulgarisation des sciences ont fini par éveiller ma curiosité.
Forcément, le chat de Shrödinger, et tout ça n'est-ce pas ! Si la science est belle, les poètes vous la réclameront.

Mais notre sujet maintenant. Je vous lis : "la masse et la quantité de matière ne sont pas la même chose", et "La masse d'un corps est liée à sa quantité de matière". Puis-je avoir de nouvelles précisions s'il vous plaît ? Mais vous avez le droit de dire que mon cas est désespéré. Je ne vous en voudrai pas (trop)!

Posté par
efpe
re : 1 kilo c'est quoi ? 02-11-12 à 15:00

j'apporterais une nuance à l'affirmation catégorique de Coll : "la masse et la quantité de matière ne sont pas la même chose".

Si on veut expliquer ce qu'est 1 kg (et de manière générale ce qu'on appelle "la masse") à un profane (ou à un élève de 4e), on va dire que la masse d'un objet correspond à sa quantité de matière, de manière à faire la différence avec ce qu'on appelle le poids et qui lui est lié à la gravitation. Ainsi un astronaute sur la Lune a la même masse que sur Terre (mais pas le même poids), à moins qu'il n'ait fait un régime durant le voyage.

Cela étant dit, en physique-chimie, ce qu'on appelle la quantité de matière est en réalité lié uniquement à la quantité de molécules ou d'atomes. Ainsi la quantité de matière d'un bout de fer correspond au nombre d'atomes de fer présents dans ce bout de fer. Pour connaître la masse de ce bout de fer, il suffit de connaître la masse d'un de ses atomes et d'appliquer une règle de 3.
Voilà pourquoi en effet, quantité de matière et masse ne désignent pas la même grandeur physique.

J'espère que ça éclaircit le sujet. On peut rentrer un peu plus dans les détails en parlant de moles et de Nombre d'avogadro (programme de Seconde), si ça vous intéresse !

Posté par
Coll Moderateur
re : 1 kilo c'est quoi ? 02-11-12 à 17:03

Citation :
Voilà pourquoi en effet, quantité de matière et masse ne désignent pas la même grandeur physique.


Ne sommes-nous pas d'accord ?

Question subsidiaire : quelle est la masse d'une mole de photons ?

Posté par
efpe
re : 1 kilo c'est quoi ? 03-11-12 à 01:29

si si nous sommes d'accord. La preuve : la phrase que tu as cité de moi reprend exactement ce que tu avais dit ^^

la masse d'une mole de photons est la masse de 6,0221415 × 10^23 photons =)

Posté par
clo_la-bougie
1 kilo c'est quoi ? 03-11-12 à 15:09

Bonjour à tous

Merci à Coll et à efpe de leur patience !

Je vais continuer à papillonner dans les livres de physique que mon fils utilisait quand il était au lycée.

Pour la question subsidiaire de Coll, je prends acte de la réponse de efpe ( et j'ai compris ce qu'est le chiffre de Monsieur Avogadro : env. 6,022 x 10^23, et nommé N indice A ).

Mais ce qui surprend dans la question - et c'est le but de la question, je pense ! - c'est que je me suis habitué à placer dans mon tube à essai (imaginaire) 12 g de carbone, ou bien 55,8 g de fer, à chaque fois que je voulais 1 mole de ces matières. Et je ne trouve pas la matière 'photon' dans le tableau de M. Mendeleïev. Donc pas de masse molaire !
Tout honnête homme sait qu'un photon, c'est un 'grain' de lumière. Pour 1 mole de photons, je vais avoir un problème de manipulation et de récipient.

Bon, il ne s'agit plus d'éléments : on est dans la physique des particules. Pas découragé pour autant, je consulte le magazine Science et Vie (pardon pour la pub !) hors-série de septembre 2012. A la page 49, je lis : entité : photon , masse : zéro.

  Si j'admets que ma lampe à pile n'émet pas la même quantité de photons en 1 minute qu'en 2 minutes, je pondère, en quelque sorte le photon.
Et d'ailleurs, les photons sont bien les responsables de la modification de ma pellicule photo argentique.

Je conclus : 1 mole de photons me paraît insaisissable, et pourtant dénombrable et ayant un impact sur les êtres massifs.

NB. Veuillez pardonner le style, mais je crois que les scientifiques n'ont rien à perdre à faire de leurs connaissance un terrain de jeu. C'est mieux pour les non-scientifiques.

Posté par
Coll Moderateur
re : 1 kilo c'est quoi ? 03-11-12 à 17:30

Très bien.

En effet, les photons sont dénombrables. On peut considérer une certaine quantité de matière de photons.

Et les photons n'ont pas de masse.

CQFD : quantité de matière et masse, ce n'est vraiment pas la même chose.

Posté par
clo_la-bougie
1 kilo c'est quoi ? 04-11-12 à 12:08

Bonjour,

Coll, la démonstration est belle ! J'en prends acte.

De façon plus prosaïque, comment expliquer à un élève de 4e la notion de masse ?
Soit on n'explique rien du tout, soit on peut tenter une approche, même imparfaite (efpe avait proposé un tel biais).

  J'imagine que mon idée de la chose, maintenant, ne peut plus être présentée à un 4e.

  A savoir :

Quand il y a de la masse, il y a de la matière ;
mais quand il y a de la matière, il n'y a pas nécessairement de la masse.


Et il résulte de cela, que la masse n'est qu'une "présentation", un avatar, pour ainsi dire, de la matière.

Sera-ce le mot de la fin ou suis-je - encore !- à côté de la plaque ?



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