L'une des propriétés importantes d'un objet est sa densité, également appelée masse jenisNya. Le terme intéressant est densité. La densité est le rapport de la masse au volume d'une substance. Mathématiquement, cela s'écrit :
ρ = m/V
(ρ se lit « rho ») est une lettre grecque couramment utilisée pour exprimer la densité, m est la masse et V est le volume.
Système international d'unités masse jenis est en kilogrammes par mètre cube (kg/m³).3Pour les unités CGS, à savoir les centimètres, les grammes et les secondes, l'unité de densité est exprimée en grammes par centimètre cube (gr/cm³).3).
Voici les données de densité pour plusieurs objets.
La densité de l'objet indiquée dans le tableau ci-dessus est la densité de l'objet à une température de 0o C et une pression de 1 atm (atm = unité de pression)
Densité de l'air et du liquide
La densité d'un fluide diffère de celle d'un solide. Le fer et le bois ont la même densité partout. Il en va autrement pour les fluides, comme l'air ou l'eau. Plus l'air s'élève au-dessus du niveau de la mer, plus sa densité diminue. Cela s'explique par la diminution de la force de gravité avec l'altitude. Plus on monte, moins la force gravitationnelle est importante, et donc la quantité d'air aspirée diminue également. La quantité d'air près du niveau de la mer est supérieure à celle au sommet d'une montagne. À volume égal, l'air près de la mer a une masse plus importante et donc une densité plus élevée. Inversement, l'air au sommet d'une montagne a une masse plus faible et donc une densité plus faible. Plus on s'éloigne du niveau de la mer, plus la densité de l'air diminue.
Qu'en est-il de la densité de l'eau, par exemple de l'eau de mer ? L'air est composé d'atomes ou de molécules distincts et mobiles ; sa quantité est donc fortement influencée par la force gravitationnelle qui s'exerce sur lui. À l'inverse, les molécules d'eau ne sont pas isolées et ne sont pas séparées les unes des autres ; elles sont liées entre elles et se déplacent difficilement. Par conséquent, le nombre de molécules d'eau à la surface de la mer est très proche de celui au fond marin. Ainsi, la densité de l'eau de mer en surface est quasiment identique à celle au fond, malgré la différence d'altitude.
L'effet des variations de température et de volume sur la densité des fluides
Tout objet se dilate (son volume augmente) lorsque sa température augmente et se contracte (son volume diminue) lorsque sa température diminue. L'eau fait exception à une température comprise entre 0 ° C et 4 ° C. Les exemples suivants illustrent ce phénomène. Avez-vous déjà vu une roue de moto se dégonfler alors qu'il n'y avait pas de fuite ? La roue s'est dégonflée car le volume d'air à l'intérieur a diminué. Cette diminution est due à la baisse de la température ambiante, un phénomène courant par temps très froid. Autre exemple : gonflez un ballon de baudruche jusqu'à ce qu'il soit bien gonflé, puis fermez-le hermétiquement. Séchez-le ensuite dans un endroit chaud. Observez ce qui se passe : le ballon va éclater car le volume d'air à l'intérieur augmente avec la température ambiante. L'élasticité du caoutchouc ne permet pas de résister à cette dilatation, et le ballon éclate.
Les deux exemples précédents démontrent que le volume d'un fluide, qu'il soit liquide ou gazeux, peut varier en fonction de sa température. La masse d'air contenue dans une roue ou un ballon fermé reste constante ; seul le volume change. Ces variations de volume entraînent une modification de la densité de l'air.
