Étape 1 · Leçon
Le volume des liquides et des solides
Unité du volume, lecture à l’éprouvette, formules et déplacement de liquide.
I) Qu’est-ce que le volume ?
Le volume d’un corps (symbole V) est l’espace qu’il occupe. Dans le système international, l’unité de volume est le mètre cube (m³).
- Pour les liquides, on utilise souvent le litre (L) et ses multiples.
- La capacité d’un récipient est le volume maximal qu’il peut contenir.
- 1 L = 1 dm³ et 1 mL = 1 cm³.
Équivalences utiles
| Relation | Valeur |
|---|---|
| 1 m³ | 1000 L (ou 1000 dm³) |
| 1 L | 1 dm³ = 10 dL = 100 cL = 1000 mL |
| 1 mL | 1 cm³ |
| 1 daL | 10 L |
| 1 hL | 100 L |
Pour convertir, on multiplie par 10, 100 ou 1000 quand on descend vers une unité plus petite, et on divise quand on monte vers une unité plus grande.
II) Mesurer le volume d’un liquide
On utilise un récipient gradué : éprouvette graduée, bécher gradué, erlenmeyer gradué, fiole jaugée. Pour plus de précision, on choisit l’éprouvette graduée.
- On pose l’éprouvette sur une surface horizontale.
- On verse le liquide.
- Quand le liquide est au repos, on place les yeux au niveau de la surface libre. On lit la graduation au bas du ménisque.
- On écrit la valeur avec l’unité indiquée sur l’éprouvette (souvent mL).
Le volume entre deux traits consécutifs est souvent 1 mL. Dans l’exemple du cours, le bas du ménisque est à 37 mL, donc V = 37 mL.
III) Volume d’un solide de forme simple
Si le solide a une forme géométrique simple, on mesure ses dimensions, puis on calcule le volume avec la formule qui convient.
Formules utiles
| Solide | Formule |
|---|---|
| Cube (arête a) | V = a × a × a = a³ |
| Pavé (L, l, h) | V = L × l × h |
| Cylindre (rayon r, hauteur h) | V = π × r² × h |
| Sphère (rayon r) | V = (4/3) × π × r³ |
IV) Volume d’un solide de forme quelconque
Si le solide n’a pas une forme simple, on utilise le déplacement de liquide.
- On verse un liquide dans une éprouvette et on lit V₁ (volume du liquide seul).
- On plonge complètement le solide dans le liquide et on lit V₂ (liquide + solide).
- Le volume du solide est V = V₂ − V₁.
Exemple : V₁ = 72 mL et V₂ = 88 mL. Alors V = 88 − 72 = 16 mL.
- Si le solide est lourd, on incline l’éprouvette pour l’introduire sans la casser.
- Si le solide flotte, on l’enfonce avec une tige fine (une épingle, par exemple).
- Déformer un solide ne change pas son volume.