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On peut ainsi montrer, pour un solide compact dont le volume de matière correspond au volume de liquide déplacé que: Si la densité du solide est supérieure à celle du liquide, il coule Si la densité du solide est inférieure à celle du liquide, il flotte. Si le liquide en question est de l'eau, il garde une densité proche de 1 sur un large intervalle de température (de 0, 999841 pour 0°C à 0, 98803 pour 50°C) et l'on peut considérer qu'un solide ne flotte que s'il a une densité inférieur à 1. La densité peut également être utilisée pour repérer différentes phases liquides d'un mélange hétérogène, ce qui peut être particulièrement pratique par exemple lorsqu'on réalise une extraction par solvant dans une ampoule à décanter. Le poussée d'Archimède s'applique également sur les fluides ( liquides et gaz) et conduit au résultat suivant: le liquide qui possède la plus faible densité constitue la phase supérieure et celui qui a la densité la plus élevée constitue la phase inférieure. La densité d'une substance dépend des mêmes facteurs que sa masse volumique: sa composition chimique de la pression de la température.
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Mesure de la densité des solides. La détermination s'effectue à l'aide d'un picnomètre par pesée successives à l'aide d'un solvant peu volatil dans lequel le solide est insoluble. Le xylène est utilisable dans de nombreux cas. m1: pesée du picnomètre vide. m2: pesée du picnomètre + eau. m3: pesée du picnomètre + solvant. m4: pesée du picnomètre + solide. m5: pesée du picnomètre + solide + solvant. m4-m1 donne la masse de la poudre. m3-m1 donne la masse du solvant. m5-m4 donne la masse occupée par le volume restant. on a donc m= (m3-m1)-(m5-m4): la masse de solvant correspond au volume du solide. Le rapport (m4-m1)/m donne la densité du solide par rapport au solvant. Il reste donc à mesurer cette valeur par la densité du xylène déterminée par le rapport (m3-m1)/(m2-m1). Quelques densités: - densité du fer: 7, 86 - densité de l'aluminium: 2, 7 - densité du cuivre: 8, 92 - densité de l'alcool (éthanol): 0, 798 - densité du caoutchouc: 0, 92 à 0, 99 - densité de la glace: 0, 917 L'acier a une densité de l'ordre de celle du fer suivant sa composition.
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Mesures de la densit d'un liquide A B On examine deux méthodes de détermination de la densité Dx d'un liquide par rapport à l'eau (D0 = 1) utilisant le principe fondamental de la statique des fluides. Méthode A: Dans un tube en U, on verse une certaine quantité d'eau puis on ajoute le liquide à étudier dans la branche de droite du U.. On pose Z eau = H1 − H2 et Z liq = H3 − H2. La valeur de la pression atmosphérique est P0 A l'interface eau liquide, la pression est: P = P0 + D0. g. Z eau = P0 + Dx. Z liq On tire: D0. Z eau = Dx. Z liq soit: Dx = Z eau / Z liq = (H1 − H2) / (H3 − H2). Pour que cette méthode soit applicable, il faut que le liquide étudié soit non miscible à l'eau. Elle est très rapide à mettre en œuvre mais n'est pas très précise à cause des difficultés de pointé des niveaux liées aux ménisques liquide-verre. Méthode B: Dans un tube en U, on verse du mercure puis on ajoute une hauteur H d'eau dans la branche de gauche. Dans la branche de droite, on ajoute le liquide à étudier jusqu'à obtenir l'égalité des niveaux d'eau et du liquide (niveau H3).
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Calculer une densité Unité et notation Utiliser une densité pour calculer une masse volumique Prévoir si un solide flotte ou coule Prévoir la position d'une phase liquide par rapport à une autre Les facteurs dont dépend la densité Densité d'un gaz Mouvements de convection dans un fluide Tableau de densités Définition: pour un liquide ou un solide la densité est définie comme le rapport de la masse volumique du solide ou du liquide par celle de l'eau pure prise à la température de référence de 3, 98 °C. Cette eau pure a une masse volumique qui vaut exactement 1, 000 kg/L (1000 kg/m 3). Formule: Cette relation est vérifiée uniquement si les deux masses volumiques sont exprimées dans la même unité. Si l'on choisit une unité pour laquelle la masse volumique de l'eau est 1 (en kg/L, g/L, kg/dm 3, ou g/cm 3) alors la densité possède la même valeur que la masse volumique. La densité se note la première lettre de son nom: d (toujours en minuscule) Etant définie comme le rapport de deux grandeurs qui ont la même unité, elle ne possède aucune "dimension", elle ne peut être exprimée naturellement en fonction d'aucune unité de base (mètre, kilogramme, joule, coulomb etc.. ).
Les meilleurs résultats analytiques seront obtenus lorsque l'échantillon remplit complètement la chambre d'échantillonnage. La chambre d'échantillonnage doit être remplie à au moins 66%. Précision: 2 à 3 chiffres après la virgule décimale
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