Comment utiliser cette calculatrice
- Choisissez laquelle des trois grandeurs vous souhaitez calculer.
- Entrez les deux grandeurs connues, en gardant la masse en kilogrammes et le volume en mètres cubes.
- Pour les litres, divisez par 1 000 pour obtenir des mètres cubes ; pour les grammes, divisez par 1 000 pour obtenir des kilogrammes.
- Lisez le résultat ainsi que la densité relative, qui indique d'un coup d'œil si le matériau flotte sur l'eau.
- Utilisez la valeur en livres par pied cube pour les fiches techniques de matériaux américains et les calculs d'expédition.
Méthode de calcul
La masse volumique est la masse par unité de volume, et il s'agit d'une propriété intensive : un gramme d'or et une tonne d'or possèdent la même masse volumique. Cela en fait une empreinte utile pour identifier les matériaux et vérifier si une livraison correspond à la commande, puisqu'un volume se mesure bien plus facilement sur place qu'une masse.
La densité relative exprime la masse volumique sous forme de rapport sans dimension par rapport à une référence. L'eau à 998,2 kg/m³ à 20 °C pour les liquides et les solides, l'air pour les gaz. Étant sans unité, elle ne change pas entre les systèmes de mesure, raison pour laquelle elle prédomine dans les secteurs brassicole, pétrolier, du béton et les travaux de laboratoire. Tout matériau dont la densité relative est inférieure à 1 flotte sur l'eau ; supérieure à 1, il coule.
La masse volumique varie avec la température et, pour les gaz, fortement avec la pression. L'eau atteint son maximum à 999,97 kg/m³ à 4 °C et diminue en chauffant, ce qui explique la stratification dans les ballons d'eau chaude. Pour les gaz, la loi des gaz parfaits est plus adaptée, car la masse volumique y est une variable d'état plutôt qu'une constante du matériau. Les solides poreux nécessitent également une base précisée : la masse volumique apparente inclut les vides, la masse volumique réelle non, et confondre les deux constitue l'erreur classique lors de la commande de granulats.
Formule et références
ρ = m ÷ V ; m = ρ × V ; V = m ÷ ρ ; densité relative SG = ρ ÷ 998,2 kg/m³ (eau à 20 °C)
Publication spéciale 811 du NIST ; CRC Handbook of Chemistry and Physics, 104e édition, tables de masse volumique de l'eau.
Exemple de calcul
Un bloc de métal inconnu a une masse de 8,9 kg et déplace 1,0 litre d'eau.
- Convertissez le volume : 1,0 L = 0,001 m³.
- Entrez la masse 8,9 et le volume 0,001, en résolvant pour la masse volumique.
- ρ = 8,9 ÷ 0,001 = 8 900 kg/m³, ou 8,9 g/cm³.
- Comparez aux valeurs de référence : le cuivre est à 8 960 et le nickel à 8 908 kg/m³.
À 8 900 kg/m³, le bloc est très certainement en cuivre ou en nickel, et absolument pas en acier, qui se situe plus près de 7 850.
Questions fréquentes
Quelle est la masse volumique de l'eau ?
998,2 kg/m³ à 20 °C, ou un maximum de 999,97 kg/m³ à 4 °C. La valeur pratique de 1 000 kg/m³ est précise à 0,2 % près pour la plupart des usages.
Pourquoi ma livraison de granulats pèse-t-elle moins que prévu ?
Vous avez probablement utilisé la masse volumique réelle plutôt que la masse volumique apparente. Le gravier en vrac comprend environ 40 % d'espace vide, sa masse volumique apparente est donc bien inférieure à la masse volumique de la roche elle-même.
Comment obtenir la masse volumique en g/cm³ ?
Divisez les kg/m³ par 1 000. Le calculateur affiche les deux, et le g/cm³ est numériquement identique à la densité relative à des fins pratiques.
La masse volumique varie-t-elle avec la température ?
Oui, bien que très légèrement pour les solides et les liquides, généralement bien en dessous de 1 % sur les plages ambiantes normales. Pour les gaz, la variation est importante et la loi des gaz parfaits doit être utilisée à la place.