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Dans l' air ce sont les différence de températures qui induisent des différence de densité: l' air chaud, moins dense, s'élève. l' air froid, plus dense, descend. Dans les mers et océans les variations de densité peuvent être causée par deux facteurs qui sont la température (comme dans l' air) et la salinité (la concentration en sels). Une eau chaude est en général moins dense qu'une eau froide (même si le phénomène est d'une amplitude nettement moindre que celle des gaz) et tends à remonter tandis qu'une eau froide à tendance à être plus dense et à couler. Une eau plus salée est plus dense et tend à descendre. Remarque Les variations de la densité de l'eau en fonction de la température ne sont pas continues, l'eau présente un minimun de densité à 4°C et autour cette valeur il est possible qu'une eau plus froide soit moins dense (par exemple, l'eau pure à 1°C est moins dense que l'eau pure à 4°C).

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La densité d'un liquide est beaucoup plus facile à mesurer que celle d'un solide ou d'un gaz. Le volume d'un solide peut être difficile à obtenir, tandis que la masse d'un gaz peut rarement être mesurée directement. Vous pouvez, cependant, mesurer le volume et la masse d'un liquide directement et, pour la plupart des applications, simultanément. Les parties les plus importantes de la mesure de la densité d'un liquide consistent à calibrer correctement la balance et à lire le volume avec précision. Placez le récipient de mesure du volume sur la balance. Ajustez la balance à l'aide des ajustements manuels ou de la fonction "tare" automatique de la balance, de sorte que la balance indique "0" avec le récipient dessus. Le conteneur peut être tout ce qui a des marques qui permettent la mesure du volume. Dans les laboratoires de chimie, les récipients les plus courants sont des cylindres ou des béchers gradués. Ajouter le liquide dans le récipient et lire la mesure du volume. Plusieurs fois, la surface du liquide sera courbe où vous lisez la mesure.

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Définition de la densité La densité d'une substance est égale à la masse volumique de la substance divisée par la masse volumique du corps de référence à la même température. Pour les liquides et les solides, l'eau est utilisée comme référence, pour les gaz, la mesure s'effectue par rapport à l'air. Elle est notée d et n'a pas d'unité (grandeur physique sans dimension). La masse volumique de l'eau est mesurée à la température de 4°C, qui correspond à une température où sa masse volumique passe par un maximum. On indique cette température de référence en mettant 4 en indice. La notation devient alors d 4. Pour des raisons pratiques, la mesure de la masse volumique de la substance s'effectue à la température ambiante et généralement à 20°C. Il est donc usuel de noter la densité d'un solide ou d'un liquide en indiquant les 2 températures: d 20 4 qui signifie donc «densité de la substance à 20°C par rapport à de l'eau à 4°C». Mesure de la densité des liquides La technique de mesure varie suivant la précision du résultat recherché.

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Une augmentation de température s'accompagne le plus souvent d'une baisse de la densité tandis qu'une augmentation de pression provoque une hausse de la densité. Lorsqu'aucune mention de pression ou de température n'est faite, on sous-entend en général que la densité est exprimée dans des conditions normales (à une température de 0°C et sous une pression d'une atmosphère) Pour un gaz, la densité est définie comme le rapport de la masse volumique de ce gaz par la masse volumique d'un gaz de référence: dgaz= ρ gaz ρ gaz de référence En général le gaz de référence est l' air pris dans les même conditions de pression et de température que le gaz. Dans ce cas, et si les conditions permettent de les assimiler à des gaz parfaits, alors leur masse volumique peut être exprimée grâce à la loi des gaz parfaits (voir fiche masse volumique): et donc La densité d'un gaz correspond donc au rapport de la masse molaire de gaz par la masse molaire de l' air qui vaut (lorsqu'il est sec) Mair = 28, 96 g/ mol.

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Les niveaux du mercure étant H1 et H2, la hauteur d'eau est H = H3 − H1 et celle du liquide est H' = H3 − H2. Les niveaux supérieurs étant identiques, les pressions sont identiques. On en déduit que: ρ x. H' + ρ Hg. g (H' − H) = ρ eau. H. Soit D x = [D Hg (H' − H) +1. H] / H'. (avec D Hg = 13, 60). Cette méthode est applicable avec des liquides miscibles mais un rapide calcul d'incertitude montre quelle est très imprécise. Son seul intérêt est de monter un exemple d'application du principe fondamental de la statique des fluides. Utilisation Choisir la méthode Le bouton [Nouveau] donne une valeur aléatoire à Dx et lance le remplissage du tube avec le liquide. Cliquer sur le bouton [Départ] pour ajouter l'eau ou le liquide. Glisser la point rouge avec la souris pour déplacer le cuseur et déterminer les valeurs de H1, H2 et H3. Le bouton [Réponse] affiche la solution. Faire quelques mesures avec le calcul d'erreur correspondant. Attention Lors du calcul d'erreur noter qu'une grandeur intervient à la fois au numérateur et au dénominateur.

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