masse volumique

La MASSE VOLUMIQUE est une masse répartie en un certain volume.

(anciennement on disait masse spécifique) et on la nomme aussi

densité volumique de matière (baryonique)

Equation aux dimensions : L -3.M     Symbole de désignation : ρ‘   Unité S.I.+ : le kg /m3

Relations avec autres unités :

1 gramme par millimètre cube(g/mm3) vaut 106 kg/m3

1 gramme par centimètre cube(g/cm3) vaut 103 kg/m3

1 kilogramme par litre(kg/l) vaut 103 kg/m3

1 gramme par litre (g/l) vaut 1 kg/m3

-définition

ρ' = m / V

où ρ‘(kg/m3)= masse volumique d’un corps homogène de masse m(kg)

V(m3)= volume occupé par ce corps

Conséquence >> un fluide (s'il est incompressible) a une masse volumique constante

-masse volumique sur la Terre

r‘ = Åp / g

où r'(kg/m3)= masse volumique d’un corps homogène

Åp(N/m3)= son poids spécifique

g(m/s²)= pesanteur terrestre (9,80665 m/s²)

-relation avec l'osmolarité

r' = m’.B’0

où r'(kg/m3)= masse volumique d’un soluté de masse molaire m’(kg/mol) osmotiquement actif dans une solution

B’0(mol/m3)= osmolarité

-concentration massique volumique (ou activité de concentration)

C'est un cas de masse volumique, qui représente la plus petite masse d’un corps en solution dans un volume, présentant des qualités particulières

(exemple: l’activité de culture microbienne, où ce corps inhibe complètement la croissance d’une culture de microbes donnés)

-le titre (pour un liquide)

C'est une masse volumique qui exprime la masse d’un produit (A) dissoute dans un volume d’une solution (B)

Par exemple le titre alcoométrique, s’exprime usuellement en grammes par litre (étiquettes des alcools de table)

Il était anciennement exprimé par une échelle, en degrés Gay-Lussac (entre 0 et 100, donc c’était un pourcentage, car un litre était supposé avoir une masse de 1 kilogramme)

-relation avec la densité (relative)

La densité (relative) d’un corps est le rapport entre sa masse volumique et celle d’un corps de référence (air ou eau)-voir chapitre spécial

 

-valeurs de masses volumiques

Elles sont arrondies, exprimées en kg / m3 et pour une température ambiante de 20°C si c'est sur Terre :

--espace: univers(10-25) c'est bien sûr la partie matière visible qui est ici impliquée

--soleil(1,41.103)

--globe terrestre(5,52.103)

--étoiles à neutrons ( > 3.1015)

gaz >> H²(0,09)--He(0,13)--Gaz de ville(0,60)--NH3(0,77)--CO et N²(1,25)-- air(1,293) O²(1,43)--CO²(1,98)--Butane(2,70)--Cl(3,18)--Fréon(5,51)

liquides >> essence(7.102)--acétone, alcool, pétrole(8.10²)--huiles(7à 9.10²)--

eau de mer(1,03.103)—acides(1,1 à 1,8.103)--Hg( 1,35.104)-

cas particulier de l’eau (variation avec la température-en kg/m3): à 5°C(1000)--à 50°C(994)--à 100°C(958)--à 200°C(864)—à 300°C(712)

métaux >> Li(5,3.10²)--Al(2,7.103)--alliages:dural(2,8.103)--ferrites,Ti(# 4,6.103)--Sn,Cr,Mn,Zn(7,2.103)--Fe(7,9.103)--permalloy,nichrome,laiton(# 8,3.103)--- maillechort(8,6.103)--bronze(8,7.103)--Cu,Ni(8,9.103)-- Pb(1,1.104)--Ag,Bi,Mo(104)--

métaux lourds,comme Au,Pt,Ir (2 à 2,2.104)

Les métaux en fusion voient leur masse volumique baisser de 3 à 6%

matériaux de construction >> polystyrène(15)--carrelage(1 à 2.103)--sable(1,2 à 1,6.103)--terre cuite(1,6 à 2,2.103)--béton(2,3.103)--pierre(2 à 2,5.103)--quartz(2,3.103)-- granite,marbre,grès(2,7.103)--verre(2,5 à 3,5.103)

divers >> aérogel de graphéne (1,6.10-1)--neige fraîche(20)--corps humain(1,1.103)--néoprène(1,2.103)--porcelaine(2,5.103)-- diamant( 3,4.103) bois usuels(5 à 8.10²)--

résine synthétique(1,8.103)--vaisselle(2,5.103)--nucléon(1017)-

INFLUENCE de la TEMPERATURE sur la MASSE VOLUMIQUE 

comme le volume d'un corps varie selon la loi  V = V0 (1 + a DT) 

la masse volumique varie dans les mêmes proportions 

Exemple du mercure : masse volumique à 0° C  13,6

mais masse volumique à 100° C = 13,35

Exemple de l'eau (qui est un cas spécial) : masse volumique à 0° C = 0,9998 mais

à 4°C (= 1) puis à 10°C (= 0,9997) puis à 16° C (= 0,9990)....

 

MASSE VOLUMIQUE SPATIALE

C’est une masse volumique répartie dans un angle solide

Equation aux dimensions structurelles : L -3.M.A -1      Symbole de désignation : J*

Unité S.I.+ = kg /m3-sr

J* = Åp / n’

avec J*(kg /m3-sr)= masse volumique spatiale d’un corps

Åp(N/m3)= poids spécifique

n’(m²-sr/s²)= charge mésonique surfacique

-cas de l’univers :

J*u = 3H0² / 2G

avec: J*u(kg /m3-sr)= masse volumique spatiale de la matière incluse dans l’univers

H0(s-1)= paramètre de Hubble

G(m3-sr/kg-s²)= constante de gravitation (8,385.10-10 m3-sr/kg-s² )

La valeur numérique de J*u est d’environ 8.10-27 kg / m3-sr