Ressources · 6ᵉ · Chimie
Masse et volume : mesurer, convertir, comparer
Mesurer une masse à la balance (en tarant si besoin) et comparer des masses ; mesurer le volume d’un liquide, d’un solide et d’un gaz ; convertir les unités de masse et de volume ; comparer des corps de même volume, proportionnalité entre masse et volume, liquides non miscibles superposés
À propos de cette page
Mesurer une masse et un volume
Le volume indique la place qu’occupe un objet. Le volume d’un liquide se mesure avec une éprouvette graduée ; on l’exprime en litres (L), en millilitres (mL) ou en centimètres cubes (cm³).
Ce sont deux grandeurs différentes : un objet peut prendre beaucoup de place et être léger (un ballon de baudruche gonflé), ou être petit et lourd (une bille de plomb).
Mesurer une masse : la balance, et la tare
On pose l’objet sur le plateau d’une balance électronique et on lit la masse affichée. Pour peser un liquide ou une poudre, il faut un récipient : on pose d’abord le récipient vide, puis on appuie sur la touche « Tare » (ou « T », « 0 ») : l’écran revient à 0. On verse ensuite le produit : la balance affiche la masse du produit seul. On dit qu’on a taré la balance.
Pour comparer deux masses, on peut utiliser une balance à plateaux (un fléau, une tige qui pivote en son milieu) : le plateau qui descend porte l’objet le plus lourd ; si le fléau reste horizontal, les deux masses sont égales. Une poulie et une cordelette font de même : l’objet le plus lourd descend. La balance romaine a deux bras inégaux : l’objet est accroché au bras court, et on fait glisser un seul poids le long du bras long, gradué, jusqu’à ce que le fléau soit horizontal ; on lit alors la masse sur les graduations.
Je pose un bécher vide sur la balance et j’appuie sur « Tare » : l’écran affiche 0 g. Je verse du lait : l’écran affiche 238 g. La masse du lait est 238 g.
Sans tarer : un bocal vide a une masse de 125 g ; rempli de riz, il a une masse de 410 g. Masse du riz : 410 − 125 = 285 g.
Mesurer le volume d’un liquide : l’éprouvette graduée
On pose l’éprouvette sur une table bien horizontale et on place l’œil à la hauteur du liquide. La surface du liquide est un peu creusée : c’est le ménisque. On lit la graduation au niveau du bas du ménisque. Pour connaître la valeur d’une petite graduation, on divise l’écart entre deux nombres écrits par le nombre d’intervalles qui les séparent.
Entre 60 et 70, il y a 5 intervalles : une petite graduation vaut 10 ÷ 5 = 2 mL. Le bas du ménisque est 2 graduations au-dessus de 60 : 60 + 2 × 2 = 64 mL.
Mesurer le volume d’un solide : le déplacement d’eau
On verse de l’eau dans l’éprouvette et on lit le volume V₁. On plonge doucement l’objet, qui doit être entièrement dans l’eau, puis on lit le nouveau niveau V₂. L’objet a pris la place d’une partie de l’eau : son volume est V₂ − V₁. Cela ne marche qu’avec un objet qui coule et qui ne se dissout pas dans l’eau.
Avant : V₁ = 30 mL. Après avoir plongé le caillou : V₂ = 37 mL. Volume du caillou : 37 − 30 = 7 mL, soit 7 cm³.
Mesurer le volume d’un gaz : le déplacement d’eau, à l’envers
On remplit d’eau une éprouvette graduée, on la retourne, ouverture vers le bas, dans une cuve à eau. Le gaz arrive par un tube sous l’éprouvette : il monte en bulles et chasse l’eau vers le bas. Le volume de gaz recueilli se lit sur la graduation au niveau de l’eau (l’éprouvette étant retournée, ses nombres se lisent à l’envers).
Réflexe — masse → balance (je tare si je pèse dans un récipient) ; volume d’un liquide → éprouvette, œil en face, bas du ménisque ; volume d’un solide ou d’un gaz → déplacement d’eau.
Attention — un objet qui flotte n’est pas entièrement dans l’eau : V₂ − V₁ ne donnerait que le volume de la partie plongée, donc un volume trop petit.
🎯 S’entraîner : Masse ou volume ?2 niveaux · méthode + exercices corrigés
1 / 3
Convertir des masses et des volumes
Contenances : 1 L = 10 dL = 100 cL = 1 000 mL.
Volumes « cubes » : 1 m³ = 1 000 dm³ ; 1 dm³ = 1 000 cm³.
Les deux familles se rejoignent : 1 L = 1 dm³ et 1 mL = 1 cm³ (donc 1 m³ = 1 000 L).
La tonne (t) sert pour les très grandes masses, le milligramme (mg) pour les très petites. Le quintal (q) est une ancienne unité, encore utilisée en agriculture pour les récoltes de céréales.
Le tableau de conversion des masses
Chaque colonne vaut 10 fois la colonne de droite. On place le nombre en mettant son chiffre des unités dans la colonne de son unité, puis on lit dans la nouvelle unité (en ajoutant des zéros si besoin).
| t | q | kg | hg | dag | g | dg | cg | mg | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2 | 4 | 0 | 0 | ||||||
| 0 | 6 | 5 | 0 |
2,4 t : le 2 va dans la colonne t, le 4 à sa droite ; je complète par des zéros jusqu’à la colonne kg : 2,4 t = 2 400 kg (= 24 q).
650 mg : le 0 (chiffre des unités) va dans la colonne mg ; je lis en grammes : 650 mg = 0,65 g.
3 q = 3 × 100 kg = 300 kg. 1,8 kg = 1,8 × 1 000 g = 1 800 g.
Le tableau de conversion des volumes
Pour les unités cubes, chaque unité occupe trois colonnes : on passe d’une unité cube à la suivante en multipliant ou en divisant par 1 000. Les unités de contenance se placent dans les colonnes du dm³ et du cm³.
| m³ | dm³ | cm³ | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| m³ | hL | L | dL | cL | mL | |||
| 3 | 2 | 0 | 0 | |||||
3,2 dm³ = 3,2 L = 3 200 mL = 3 200 cm³ (ligne du tableau ci-dessus).
1,5 L = 1,5 × 100 cL = 150 cL. 0,75 m³ = 0,75 × 1 000 L = 750 L.
Comparer deux mesures
Pour comparer deux masses ou deux volumes, on les convertit d’abord dans la même unité.
1,2 kg ou 950 g ? 1,2 kg = 1 200 g, et 1 200 g > 950 g : 1,2 kg est la plus grande masse.
Réflexe — je cherche l’égalité entre les deux unités (1 kg = 1 000 g, 1 L = 100 cL, 1 dm³ = 1 L…), puis je multiplie si je vais vers une unité plus petite, je divise si je vais vers une unité plus grande.
Attention — entre m³, dm³ et cm³, on multiplie ou divise par 1 000, pas par 10 : 2 dm³ = 2 000 cm³, et non 20 cm³.
🎯 S’entraîner : Convertir masses et volumes2 niveaux · méthode + exercices corrigés
2 / 3
Comparer masses et volumes
Proportionnalité : pour un même corps homogène (fait de la même matière partout), la masse est proportionnelle au volume : si le volume double, la masse double ; si le volume est divisé par 10, la masse aussi.
Liquides superposés : deux liquides non miscibles (qui ne se mélangent pas) forment deux couches. Celui qui a la plus grande masse pour un même volume se place en dessous : l’eau est sous l’huile.
Comparer des corps de même volume
Trois cubes de 1 cm³ : en aluminium, 2,7 g ; en fer, environ 7,9 g ; en or, environ 19,3 g. Même volume, mais le cube d’or a la plus grande masse : à volume égal, l’or est plus lourd que le fer, lui-même plus lourd que l’aluminium.
Masse et volume d’un même corps : un tableau de proportionnalité
| Volume d’aluminium (cm³) | 1 | 2 | 5 | 10 |
|---|---|---|---|---|
| Masse (g) | 2,7 | 5,4 | 13,5 | 27 |
On passe de la ligne du volume à celle de la masse en multipliant toujours par le même nombre, 2,7 : c’est la masse de 1 cm³ d’aluminium.
Le volume passe de 5 cm³ à 10 cm³ (× 2) : la masse passe de 13,5 g à 27 g (× 2).
Prévoir la position de deux liquides non miscibles
Je prévois : je pèse 100 mL de chaque liquide (après avoir taré la balance avec le récipient). Je teste : 100 mL d’eau ont une masse d’environ 100 g ; 100 mL d’huile d’olive, d’environ 92 g. J’observe : je verse les deux liquides dans un tube ; après agitation, ils se séparent et l’huile remonte. Je conclus : pour un même volume, l’eau a la plus grande masse ; elle se place en dessous.
Réflexe — pour comparer deux corps, je compare leurs masses pour un même volume. Pour un même corps, je multiplie le volume et la masse par le même nombre.
Attention — l’eau et l’alcool sont miscibles : ils se mélangent et ne forment pas deux couches. Et « le fer est plus lourd que l’aluminium » n’a de sens que pour un même volume : 1 kg d’aluminium et 1 kg de fer ont la même masse.
🎯 S’entraîner : Comparer masses et volumes2 niveaux · méthode + exercices corrigés
3 / 3
Pour aller plus loin
Longueurs et durées (mètre, règle, seconde, chronomètre, conversions de durées) sont étudiées en physique, dans le chapitre Mouvements et vitesse, où elles servent à calculer une vitesse.
La masse se conserve lors d’un changement d’état (la glace qui fond) : voir le chapitre Changements d’état. Liquides miscibles et non miscibles, émulsions : voir le chapitre Mélanges.
Se verra en 4e — la masse volumique. La masse de 1 cm³ (ou de 1 L) d’un corps, que l’on a utilisée ici sans la nommer, s’appelle sa masse volumique. Elle permet d’identifier une matière.
Se verra au cycle 4 — masse et poids. Le poids est une force due à l’attraction de la Terre ; il se mesure en newtons (N). La masse, elle, ne dépend pas de l’endroit où l’on se trouve.
- La masse (quantité de matière) se mesure avec une balance, en kg ou en g ; on tare la balance pour peser dans un récipient.
- Le volume (place occupée) d’un liquide se lit sur une éprouvette graduée, l’œil en face, au bas du ménisque ; celui d’un solide ou d’un gaz se mesure par déplacement d’eau.
- 1 t = 1 000 kg ; 1 q = 100 kg ; 1 kg = 1 000 g ; 1 g = 1 000 mg.
- 1 L = 100 cL = 1 000 mL ; 1 m³ = 1 000 dm³ ; 1 dm³ = 1 000 cm³ ; 1 L = 1 dm³ et 1 mL = 1 cm³.
- Pour un même corps, la masse est proportionnelle au volume ; deux liquides non miscibles : le plus lourd pour un même volume est en dessous (l’eau sous l’huile).
Questions fréquentes
Quelle est la différence entre la masse et le volume ?
La masse indique la quantité de matière d’un objet : elle se mesure avec une balance, en kilogrammes ou en grammes. Le volume indique la place que l’objet occupe : il se mesure avec une éprouvette graduée, en litres, en millilitres ou en centimètres cubes. Ce sont deux grandeurs différentes : un ballon de baudruche gonflé prend beaucoup de place pour une très petite masse.
Comment mesurer le volume d’un caillou ?
Par déplacement d’eau : on lit le volume d’eau dans une éprouvette graduée, on plonge le caillou en entier, puis on relit le niveau. Le volume du caillou est la différence des deux lectures (niveau final − niveau initial). Cela ne marche qu’avec un objet qui coule et ne se dissout pas.
Combien de grammes dans un quintal ?
1 quintal (q) = 100 kg = 100 000 g. Le quintal est une ancienne unité, encore utilisée en agriculture pour les récoltes de céréales. Autres égalités utiles : 1 t = 1 000 kg, 1 kg = 1 000 g, 1 g = 1 000 mg.
Un litre, c’est combien de centimètres cubes ?
1 L = 1 dm³ = 1 000 cm³, et 1 mL = 1 cm³. Entre deux unités « cubes » voisines (m³, dm³, cm³), on multiplie ou on divise par 1 000 ; entre L, dL, cL et mL, par 10.
Pourquoi l’huile reste-t-elle au-dessus de l’eau ?
L’huile et l’eau ne se mélangent pas (elles ne sont pas miscibles). Pour un même volume, l’huile a une masse plus petite que l’eau : 1 L d’eau a une masse d’environ 1 kg, 1 L d’huile d’olive d’environ 920 g. Le liquide le plus lourd pour un même volume se place en dessous : l’eau est sous l’huile.
Moi c'est Ben, j'ai créé ce site pour aider le plus d'élèves possible, partout en France. Je peux aussi reprendre avec toi ce qui coince en cours particulier : en visio, ou à domicile si tu es à Marseille.
Prof de physique-chimie à Marseille · Cours particuliers au collège · Aide aux devoirs