La densité est un nombre important pour estimer la masse d'un objet par rapport au volume qu'il prend, il correspond à une espèce minérale et donne donc une indication générale qui n'a pas besoin de pièce physique pour être représentatif.
Il s'exprime souvent sans unité car rapporté à la masse de l'eau, mais peut s'exprimer en kg/m3 ou g/dm3. ( l'eau est égale à 1000kg/m3 et 1000g/dm3 ).
Il exprime aussi la flottabilité de notre objet, dans le cas d'un référentiel eau, si son indice est inférieur à 1 il flotte, s'il est égal à 1 il restera en suspens, s'il est supérieur à 1 il coule.
La densité est mesurée dans des conditions en laboratoire, c'est-à-dire à l'aide d'une eau pure à 4°C et à pression ambiante.
Mesurer la densité
La densité se mesure via la masse volumique de notre élément, l'élément doit être non poreux, dans le cas contraire il sera nécessaire de le broyer pour éliminer toute imperfection. Il doit être sec.
Première méthode calcule indirect apparent par expérimentation;
- Mesurer la masse de l'objet à l'aide d'une balance précise et noter la valeur en Kilogrammes ou en grammes.
- Remplir d'eau un récipient gradué précis le plus fin possible par rapport à l'objet.
- Noter le volume d'eau A en Litres ou en millilitres.
- Plonger l'objet dans l'eau, le maintenir immergé s'il flotte en s'assurant qu'il soit recouvert d'eau.
- Noter le volume d'eau B en Litres ou en millilitres.
Calculer la densité en prenant garde à bien respecter les unités. diviser la masse de l'objet par son volume déplacé.
Le volume déplacé est égal à B - A. ( pour convertir les litres en m3 divisez par 1000, pour convertir les millilitres en dm3 divisez par 1000 ).
Divisez la masse de l'objet par le volume déplacé en veillant à ce que les Kg soient divisés par les m3 ou si vous utilisez les grammes de diviser par les dm3.
Vous obtiendrez alors un nombre qui représentera la masse volumique, il faudra ensuite diviser ce chiffre par 1000 pour récupérer l'indice de densité.
Seconde méthode directe relative par poussée :
- Remplir d'eau un récipient de la taille de la pièce, le poser sur une balance précise et tarer.
- Attacher l'objet à un court fil de pêche.
- Plonger la pierre dans le récipient de façon complète sans qu'il touche les parois ou qu'il ne bouge.
- Relever la valeur A de la balance.
- Lâcher l'objet au fond du récipient.
- Relever la valeur B de la balance.
Calculer directement la densité en divisant la valeur B par la valeur A.
Cette méthode certes moins valide sur le plan théorique est aussi la plus fiable surtout à petite échelle, elle fonctionne dans la plupart des cas grâce à la masse d'eau en déplacement et la poussée d'Archimède qu'exerce l'objet.
