Calcul de la Masse Volumique du Cuivre
Comprendre le Calcul de la Masse Volumique du Cuivre
Dans le cadre d’un projet de science, des élèves de seconde sont chargés d’étudier différentes substances pour déterminer leur densité et leur masse volumique.
L’objectif est de comprendre comment la masse et le volume d’une substance affectent sa masse volumique.
Un des groupes a choisi d’étudier le cuivre, un métal connu pour sa conductivité électrique et thermique élevée.
Données:
- Un morceau de cuivre a une masse de \( 228 \) grammes.
- Le volume de ce morceau de cuivre, mesuré à l’aide d’une mesure de déplacement d’eau, est de \( 30 \) cm³.
Questions:
1. Calcul de la masse volumique :
Utilisez la formule de la masse volumique pour déterminer la masse volumique du cuivre.
2. Interprétation des résultats :
Comparez la masse volumique obtenue avec la valeur typique de la masse volumique du cuivre, qui est environ \( 8960 \) kg/m³. Discutez des possibles raisons pour lesquelles les résultats pourraient varier par rapport à la valeur standard.
3. Calcul supplémentaire :
Convertissez la masse volumique obtenue en g/cm³ en kg/m³ pour la comparer à la valeur typique.
Correction : Calcul de la Masse Volumique du Cuivre
1. Calcul de la Masse Volumique
Formule de la masse volumique :
\[ \rho = \frac{m}{V} \]
où \( \rho \) est la masse volumique, \( m \) est la masse en grammes, et \( V \) est le volume en centimètres cubes.
Substitution des valeurs :
- Masse, \( m = 228 \) grammes
- Volume, \( V = 30 \) cm³
Calcul :
\[ \rho = \frac{228 \text{ g}}{30 \text{ cm}^3} \] \[ \rho = 7.6 \text{ g/cm}^3 \]
2. Conversion de g/cm³ en kg/m³
Pour convertir la masse volumique de g/cm³ en kg/m³, on utilise le facteur de conversion suivant : \( 1 \text{ g/cm}^3 = 1000 \text{ kg/m}^3 \).
Calcul :
\[ \rho = 7.6 \text{ g/cm}^3 \times 1000 \] \[ \rho = 7600 \text{ kg/m}^3 \]
3. Comparaison avec la Valeur Standard
La masse volumique standard du cuivre est d’environ \( 8960 \) kg/m³.
Analyse :
La masse volumique calculée du cuivre est \( 7600 \) kg/m³, ce qui est inférieur à la valeur standard de \( 8960 \) kg/m³. Cette différence peut s’expliquer par plusieurs facteurs :
- Impuretés dans l’échantillon : Le cuivre utilisé pourrait contenir des impuretés qui diminuent sa masse volumique.
- Erreur de mesure : Des erreurs lors de la mesure de la masse ou du volume peuvent également affecter le résultat final.
- Calibrage des instruments : Les instruments de mesure utilisés pour le volume ou la masse pourraient nécessiter un recalibrage.
Conclusion
La masse volumique obtenue pour le cuivre dans cet exercice est de \( 7600 \) kg/m³, ce qui est moins que la valeur typique de \( 8960 \) kg/m³.
Ce résultat met en lumière l’importance de la pureté du matériau et de la précision des mesures en sciences physiques.
Il est crucial de toujours vérifier le calibrage des instruments et la méthode de mesure pour garantir l’exactitude des résultats scientifiques.
Cette expérience illustre également comment les propriétés physiques comme la masse volumique peuvent varier et l’importance de comprendre les raisons sous-jacentes de ces variations.
Ce rapport doit inclure une réflexion sur les méthodes scientifiques, une analyse critique des résultats obtenus, et une discussion sur l’importance de comparer les résultats expérimentaux avec des données standard pour valider des hypothèses scientifiques.
Calcul de la Masse Volumique du Cuivre
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