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Chimie 4ᵉ

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Masse volumique : ρ = m ÷ V

La masse volumique ρ = m ÷ V, propriété de la matière ; ses unités (g/cm³, kg/L, kg/m³, g/L) et leurs conversions ; la mesurer pour un liquide ou un solide et identifier une substance ; calculer une masse ou un volume ; prévoir si un objet flotte ou coule

À propos de cette page
Trois QCM de 12 questions sur la masse volumique : facile pour la formule, les unités et les valeurs repères, moyen pour les calculs, les conversions et les mesures à l’éprouvette, difficile pour les pièges (kilogrammes non convertis, barque en pâte à modeler, mer Morte, eau chaude et eau froide). Chaque réponse est expliquée.

Les 36 questions du QCM en version texte

Pour réviser sans écran ou imprimer : chaque question avec ses propositions ; la bonne réponse et son explication se déplient.

Niveau facile ★ — 12 questions

  1. La masse volumique se calcule par :

    • A. ρ = m × V
    • B. ρ = m ÷ V
    • C. ρ = V ÷ m
    • D. ρ = m + V
    Réponse

    B. ρ = m ÷ V — Masse divisée par volume : ρ = m ÷ V.

  2. L’unité de masse volumique du Système international est :

    • A. le kg/m³
    • B. le g/cm³
    • C. le kg/L
    • D. le g/L
    Réponse

    A. le kg/m³ — Le g/cm³, le kg/L et le g/L sont très utilisés, mais l’unité du Système international est le kg/m³.

  3. Un litre d’eau a une masse d’environ :

    • A. 1 g
    • B. 100 g
    • C. 10 kg
    • D. 1 kg
    Réponse

    D. 1 kg — L’eau : 1 kg/L, donc 1 L d’eau a une masse d’environ 1 kg.

  4. Parmi ces substances, laquelle a la plus petite masse volumique ?

    • A. l’eau
    • B. le verre
    • C. le liège
    • D. l’huile
    Réponse

    C. le liège — Liège 0,24 g/cm³ ; huile 0,92 ; eau 1,00 ; verre 2,5.

  5. Pour trouver la masse volumique d’un caillou, il faut mesurer :

    • A. sa masse et sa température
    • B. sa masse et son volume
    • C. son volume seulement
    • D. sa masse seulement
    Réponse

    B. sa masse et son volume — ρ = m ÷ V : il faut une masse et un volume.

  6. Un objet plein flotte sur l’eau si sa masse volumique est :

    • A. plus petite que celle de l’eau
    • B. plus grande que celle de l’eau
    • C. plus grande que sa masse
    • D. égale à son volume
    Réponse

    A. plus petite que celle de l’eau — Il flotte si ρ objet < ρ eau, c’est-à-dire moins de 1 g/cm³.

  7. La masse volumique d’un objet plein dépend :

    • A. de la taille de l’objet
    • B. de la forme de l’objet
    • C. de la masse de l’objet
    • D. de la matière dont il est fait
    Réponse

    D. de la matière dont il est fait — C’est une propriété de la matière : un clou et une poutre en fer ont la même.

  8. Laquelle de ces unités est une unité de masse volumique ?

    • A. le cm³/g
    • B. le m³
    • C. le g/L
    • D. le kg
    Réponse

    C. le g/L — Une masse divisée par un volume : g/L. Le cm³/g est un volume divisé par une masse.

  9. Le métal de masse volumique 19,3 g/cm³ est :

    • A. le fer
    • B. l’or
    • C. l’aluminium
    • D. le cuivre
    Réponse

    B. l’or — L’or : 19,3 g/cm³, l’un des métaux les plus denses.

  10. Deux liquides non miscibles se superposent. Celui du dessus a :

    • A. la plus petite masse volumique
    • B. la plus grande masse volumique
    • C. la plus grande masse
    • D. le plus grand volume
    Réponse

    A. la plus petite masse volumique — Le liquide le moins dense reste au-dessus, quelles que soient les quantités versées.

  11. « ρ = 0,79 g/cm³ » veut dire que :

    • A. 1 g occupe un volume de 0,79 cm³
    • B. l’objet a une masse de 0,79 g
    • C. l’objet occupe 0,79 cm³
    • D. 1 cm³ a une masse de 0,79 g
    Réponse

    D. 1 cm³ a une masse de 0,79 g — La masse volumique est la masse de 1 cm³ de la substance.

  12. Le volume d’un liquide dans une éprouvette graduée se lit :

    • A. en haut du ménisque, l’œil au-dessus du liquide
    • B. au bas du ménisque, l’œil au-dessus du liquide
    • C. au bas du ménisque, l’œil à hauteur du liquide
    • D. au bord du liquide, contre la paroi du verre
    Réponse

    C. au bas du ménisque, l’œil à hauteur du liquide — On lit au bas du ménisque, l’œil à hauteur du liquide : vu d’en haut ou contre la paroi, la lecture est faussée.

Niveau moyen ★★ — 12 questions

  1. m = 72 g et V = 9 cm³. La masse volumique vaut :

    • A. 0,125 g/cm³
    • B. 8 g/cm³
    • C. 648 g/cm³
    • D. 63 g/cm³
    Réponse

    B. 8 g/cm³ — ρ = 72 ÷ 9 = 8 g/cm³. 9 ÷ 72 = 0,125 divise dans le mauvais sens ; 648 = 72 × 9 ; 63 = 72 − 9.

  2. Le titane : 4,5 g/cm³. C’est aussi :

    • A. 4 500 kg/m³
    • B. 45 kg/m³
    • C. 450 kg/m³
    • D. 0,0045 kg/m³
    Réponse

    A. 4 500 kg/m³ — Des g/cm³ vers des kg/m³ : × 1 000. 4,5 × 1 000 = 4 500 kg/m³.

  3. Le dioxygène, vers 20 °C : 1,33 g/L. C’est aussi :

    • A. 1 330 kg/m³
    • B. 0,133 kg/m³
    • C. 1,33 g/cm³
    • D. 1,33 kg/m³
    Réponse

    D. 1,33 kg/m³ — 1 g/L = 1 kg/m³ : le nombre ne change pas.

  4. Masse de 20 cm³ de mercure (13,5 g/cm³) :

    • A. 33,5 g
    • B. 1,48 g
    • C. 270 g
    • D. 2 700 g
    Réponse

    C. 270 g — m = ρ × V = 13,5 × 20 = 270 g.

  5. Volume de 386 g d’or (19,3 g/cm³) :

    • A. 7 450 cm³
    • B. 20 cm³
    • C. 0,05 cm³
    • D. 405,3 cm³
    Réponse

    B. 20 cm³ — V = m ÷ ρ = 386 ÷ 19,3 = 20 cm³.

  6. On mesure 0,80 g/cm³ pour un liquide. D’après le tableau du cours, c’est le plus probablement :

    • A. de l’éthanol
    • B. de l’essence
    • C. de l’huile
    • D. de l’eau de mer
    Réponse

    A. de l’éthanol — La valeur la plus proche de 0,80 est celle de l’éthanol, 0,79 g/cm³ (essence 0,75 ; huile 0,92 ; eau de mer 1,03).

  7. Un objet plein de 45 g a un volume de 60 cm³. Dans l’eau :

    • A. il coule : 1,33 g/cm³ > 1 g/cm³
    • B. il coule : sa masse dépasse 1 g
    • C. il flotte : son volume dépasse 50 cm³
    • D. il flotte : 0,75 g/cm³ < 1 g/cm³
    Réponse

    D. il flotte : 0,75 g/cm³ < 1 g/cm³ — ρ = 45 ÷ 60 = 0,75 g/cm³, moins que l’eau : il flotte. 1,33 vient de 60 ÷ 45, le calcul inversé.

  8. 4 L d’huile (0,92 kg/L) ont une masse de :

    • A. 4,35 kg
    • B. 3 680 kg
    • C. 3,68 kg
    • D. 0,23 kg
    Réponse

    C. 3,68 kg — m = 0,92 × 4 = 3,68 kg ; 4,35 vient de 4 ÷ 0,92.

  9. Éprouvette : 60 mL avant, 78 mL après y avoir plongé un caillou de 46,8 g. Masse volumique du caillou :

    • A. 0,78 g/cm³
    • B. 2,6 g/cm³
    • C. 0,6 g/cm³
    • D. 0,38 g/cm³
    Réponse

    B. 2,6 g/cm³ — V = 78 − 60 = 18 cm³ ; ρ = 46,8 ÷ 18 = 2,6 g/cm³.

  10. Quel volume occupe 1 kg d’aluminium (2,7 g/cm³) ?

    • A. environ 370 cm³
    • B. 2 700 cm³
    • C. 2,7 cm³
    • D. environ 37 cm³
    Réponse

    A. environ 370 cm³ — 1 kg = 1 000 g ; V = 1 000 ÷ 2,7 ≈ 370 cm³.

  11. Un flacon vide a une masse de 35 g ; avec 100 mL d’un liquide, 127 g. D’après le tableau du cours, ce liquide est :

    • A. de l’éthanol
    • B. de l’eau
    • C. de l’eau de mer
    • D. de l’huile
    Réponse

    D. de l’huile — Masse du liquide : 127 − 35 = 92 g pour 100 cm³ : 0,92 g/cm³, c’est l’huile.

  12. Un bloc de 2 m³ de béton (2 300 kg/m³) a une masse de :

    • A. 1 150 kg
    • B. 2 302 kg
    • C. 4 600 kg
    • D. 4,6 kg
    Réponse

    C. 4 600 kg — m = 2 300 × 2 = 4 600 kg, soit 4,6 tonnes.

Niveau difficile ★★★ — 12 questions

  1. Un élève calcule ρ = 0,5 kg ÷ 250 cm³ = 0,002. Son erreur :

    • A. il a inversé la masse et le volume
    • B. il n’a pas converti les kg en g
    • C. il a oublié la masse du flacon
    • D. il a utilisé m = ρ × V
    Réponse

    B. il n’a pas converti les kg en g — 0,5 kg = 500 g ; 500 ÷ 250 = 2 g/cm³. Mélanger kg et cm³ donne un nombre faux.

  2. Une boule de pâte à modeler coule dans l’eau ; façonnée en barque creuse, elle flotte. Pourquoi ?

    • A. elle enferme de l’air : sa masse volumique moyenne baisse
    • B. sa masse diminue quand on la façonne en barque
    • C. la pâte à modeler devient une autre matière
    • D. l’eau devient plus dense autour de la barque
    Réponse

    A. elle enferme de l’air : sa masse volumique moyenne baisse — Même masse, mais la barque occupe un grand volume (air compris) : masse totale ÷ volume total < 1 g/cm³.

  3. Deux cubes pleins de même masse, l’un en fer (7,9 g/cm³), l’autre en aluminium (2,7 g/cm³) :

    • A. le cube de fer est le plus gros
    • B. ils ont le même volume
    • C. on ne peut pas les comparer
    • D. le cube d’aluminium est le plus gros
    Réponse

    D. le cube d’aluminium est le plus gros — V = m ÷ ρ : à masse égale, la plus petite masse volumique donne le plus grand volume.

  4. Un litre d’huile (0,92 g/cm³) a-t-il la même masse qu’un litre d’eau ?

    • A. oui, un litre reste un litre
    • B. non, il a une masse de plus de 1 kg
    • C. non, il a une masse d’environ 920 g
    • D. oui, à 1 g près
    Réponse

    C. non, il a une masse d’environ 920 g — 1 L = 1 000 cm³ ; m = 0,92 × 1 000 = 920 g, contre 1 000 g pour l’eau.

  5. Un morceau de tuyau de plomberie de 3 cm³ a une masse de 26,9 g. D’après le tableau du cours, il est en :

    • A. or
    • B. cuivre
    • C. argent
    • D. fer
    Réponse

    B. cuivre — ρ = 26,9 ÷ 3 ≈ 8,97 g/cm³ : le cuivre (8,96 g/cm³). En or, il aurait une masse de 57,9 g.

  6. Dans la mer Morte (1,24 g/cm³), on flotte bien plus facilement qu’en piscine parce que :

    • A. son eau a une plus grande masse volumique
    • B. le corps y devient moins dense
    • C. son eau est plus chaude
    • D. le sel allège le corps
    Réponse

    A. son eau a une plus grande masse volumique — Le corps ne change pas ; c’est le liquide, très salé, qui a une plus grande masse volumique.

  7. Pour mesurer la masse volumique d’un caillou par déplacement d’eau, quelle mesure est inutile ?

    • A. la masse du caillou
    • B. le niveau de l’eau avant
    • C. le niveau de l’eau après
    • D. la masse de l’éprouvette vide
    Réponse

    D. la masse de l’éprouvette vide — Il faut m (balance) et V = V₂ − V₁ ; l’éprouvette n’est pas pesée.

  8. Un élève trouve 0,0079 g/cm³ pour un clou en fer. Son erreur la plus probable :

    • A. un clou rouillé
    • B. une éprouvette mal graduée
    • C. une conversion faite dans le mauvais sens
    • D. un clou trop petit
    Réponse

    C. une conversion faite dans le mauvais sens — 7,9 g/cm³ = 7 900 kg/m³ ; 0,0079 vient d’un ÷ 1 000 au lieu d’un × 1 000. Un métal a plusieurs g/cm³.

  9. L’eau chaude a une masse volumique un peu plus faible que l’eau froide. Conséquence :

    • A. l’eau chaude descend au fond
    • B. l’eau chaude monte au-dessus de l’eau froide
    • C. les deux ne se mélangent jamais
    • D. l’eau chaude a une plus grande masse
    Réponse

    B. l’eau chaude monte au-dessus de l’eau froide — Moins dense, elle passe au-dessus : ce sont les courants dans une casserole chauffée par le fond.

  10. Entre 1 L d’eau de mer (1,03 kg/L) et 1 L d’eau douce, la différence de masse est de :

    • A. 30 g
    • B. 3 g
    • C. 0,3 g
    • D. 300 g
    Réponse

    A. 30 g — 1,03 − 1,00 = 0,03 kg = 30 g.

  11. Un fût vide de 18 kg contient 200 L de glycérine (1,26 kg/L). Sa masse totale est de :

    • A. 252 kg
    • B. 234 kg
    • C. 176,7 kg
    • D. 270 kg
    Réponse

    D. 270 kg — Glycérine : m = 1,26 × 200 = 252 kg ; avec le fût : 252 + 18 = 270 kg. 176,7 vient de 200 ÷ 1,26 + 18.

  12. Un objet plein a une masse volumique de 0,85 g/cm³. Il coule dans :

    • A. l’eau (1,00 g/cm³)
    • B. l’huile (0,92 g/cm³)
    • C. l’éthanol (0,79 g/cm³)
    • D. l’eau de mer (1,03 g/cm³)
    Réponse

    C. l’éthanol (0,79 g/cm³) — Il ne coule que dans un liquide moins dense que lui : 0,79 < 0,85.

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