3e · Chapitre 04
Pèse un objet mystère, mesure son volume par déplacement d'eau, calcule ρ = m / V pour l'identifier — puis descends à l'échelle des atomes voir comment un alliage se construit.
La masse volumique est le quotient de la masse par le volume : ρ = m ÷ V. Elle ne dépend pas de la taille de l’objet : c’est une propriété caractéristique de la matière, qui permet de l’identifier. Le lingot et la couronne pèsent 1 kg chacun, mais la couronne chasse plus d’eau : sa masse volumique, 15,6 g/cm³, n’est pas celle de l’or.
Ouvrir l’animationUn corps flotte sur un liquide si sa masse volumique est inférieure à celle du liquide, et coule si elle est supérieure. Sur l’eau, la limite est donc 1,0 g/mL.
Ouvrir l’animationDans un métal pur, les atomes forment un réseau régulier dont les plans glissent facilement les uns sur les autres : le métal est ductile. Un alliage introduit des atomes différents; le réseau est déformé, les plans glissent moins bien, et le matériau devient plus dur.
Ouvrir l’animationLa masse volumique ρ = m / V est une propriété caractéristique d'un corps : elle permet de l'identifier et de prévoir s'il flotte ou coule. Dans la nature, les minerais sont bien plus répandus que les métaux purs, que l'industrie utilise surtout sous forme d'alliages.
La grande majorité des atomes connus appartiennent à un même groupe : celui des métaux. On trouve peu de métaux purs dans la nature, alors que les minerais sont très répandus.
La masse volumique est une propriété caractéristique d'un corps. Elle correspond à sa masse m divisée par son volume V.
L'unité du Système International est le kilogramme par mètre cube (kg/m³). On l'exprime aussi en kg/L, en g/mL ou en g/cm³.
Dans les conditions usuelles, l'eau a une masse volumique de 1000 kg/m³.
Un corps flotte sur un liquide si sa masse volumique est plus petite que celle du liquide; il coule sinon.
Pour un solide de forme quelconque, on mesure le volume par déplacement d'eau dans une éprouvette graduée.
Si les atomes ajoutés ont une taille équivalente à ceux du métal principal, l'alliage est formé par substitution de ces atomes à certains atomes du métal.
Si les atomes ajoutés ont une taille plus petite que ceux du métal principal, l'alliage est formé par insertion des plus petits atomes entre ceux du métal.
Un matériau composite est un assemblage d'au moins deux matériaux non miscibles. Ses propriétés dépendent de l'assemblage des matériaux qui le constituent.
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