Définition de la densité d'une substance
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Définition de la densité d'une substance



  1. #1
    mav62

    Définition de la densité d'une substance


    ------

    Bonjour,
    Je souhaite définir la densité autrement que par le rapport de masses volumiques. En cherchant sur internet, je pensais trouver une définition en lien avec la compacité ou la proximité des entités de la substance mais généralement cela se limite au rapport avec la masse volumique de l'eau ou de l'air pour un gaz. Peut-être que le terme compacité n'est pas correct ? Quelqu'un aurait-il une définition liée aux entités de la substance ?
    Merci d'avance.

    -----

  2. #2
    mach3
    Modérateur

    Re : Définition de la densité d'une substance

    La densité d'une substance est par définition le rapport entre la masse volumique de la substance et la masse volumique d'une substance de référence dans des conditions physiques précises (souvent l'eau à 4°C). Il n'y a hélas rien d'autre à en tirer.

    Pour une même substance, il est évident que plus la distance entre les entités qui le constitue augmente, moins elle est dense, mais on ne peut pas ainsi comparer des substances faites d'entités différentes vu que les masses des entités constitutives des substances entrent en compte. Si il s'agit de comparer des substances faites de la même entité, alors comparer leurs compacités plutôt que leurs densités ou masses volumiques est pertinent.

    m@ch3
    Never feed the troll after midnight!

  3. #3
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Salut,

    Si on veut éviter de passer par la masse volumique il faudrait au moins préciser à partir de quelles grandeurs on part pour définir/calculer/mesurer la densité. Par exemple, ça pourrait se faire avec la poussée d'Archimède (je crois que ça existe sous forme d'un instrument pour le vin d'ailleurs !). Ou (moins pratique ) utiliser la masse des atomes/molécules de la substance et le nombre d'atomes par unité de volume (s'il faut les compter, on est plutôt mal barré). Etant entendu aussi qu'il n'existe pas d'instrument de mesure de la compacité ou de proximité ! (ou alors compacité est ici vu comme synonyme de densité et on tourne en rond)

    Mav62, j'ai quand même une question : pourquoi cherches-tu cela (a priori je n'en vois pas trop l'intérêt) ???

    EDIT autre idée : masse des atomes, taille des atomes et structure cristalline. Mais le calcul serait assez cinglé et je ne suis même pas sûr que ce serait précis. Surtout pour des structures moléculaires ou avec des mélanges d'atomes. Et si c'est des polymères faut même pas rêver, le calcul de l'enchevêtrement des fibres est pratiquement une discipline à part entière.
    Dernière modification par Deedee81 ; 25/06/2021 à 09h38.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  4. #4
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Salut,

    Citation Envoyé par Deedee81 Voir le message
    EDIT autre idée : masse des atomes, taille des atomes et structure cristalline. Mais le calcul serait assez cinglé et je ne suis même pas sûr que ce serait précis. Surtout pour des structures moléculaires ou avec des mélanges d'atomes. Et si c'est des polymères faut même pas rêver, le calcul de l'enchevêtrement des fibres est pratiquement une discipline à part entière.
    En mineralogie, cela se fait. (outre la mesure de densite elle-meme qui peut se faire de differentes maniere, evitant le rapport masse/volume, mais c'est une determination, pas une definition). C'etait souvent inutile (sauf comme confirmation de certains parametres ou de la purete de l'echantillon etudie), mais pour de nombreuses nouvelles especes minerales d'une taille microscopique, les erreurs sur une mesure de densite sont plus importantes que la densite calculee et cette derniere peut alors etre utilisee pour la definition de la nouvelle espece minerale.

    Comme tu le dis, c'est pour de belles structures cristallines bien definies par diffraction.

    Exemple: Quartz

    Axial Ratios: a:c = 1:1.10013
    Cell Dimensions: a = 4.9133, c = 5.4053, Z = 3; V = 113.00 Den(Calc)= 2.65
    Crystal System: Trigonal - TrapezohedralH-M Symbol (3 2) Space Group: P 3121,P 3221
    X Ray Diffraction: By Intensity(I/Io): 3.342(1), 4.257(0.22), 1.8179(0.14)
    ....

    Cleavage: {0110} Indistinct
    Color: Brown, Colorless, Violet, Gray, Yellow.
    Density: 2.6 - 2.65, Average = 2.62
    Diaphaneity: Transparent
    Fracture: Conchoidal - Fractures developed in brittle materials characterized by smoothly curving surfaces, (e.g. quartz).
    Habit: Crystalline - Coarse - Occurs as well-formed coarse sized crystals.
    Habit: Crystalline - Fine - Occurs as well-formed fine sized crystals.
    Habit: Druse - Crystal growth in a cavity which results in numerous crystal tipped surfaces.
    Hardness: 7 - Quartz
    Luminescence: Fluorescent and Triboluminescent, Short UV=yellow-orange, Long UV=yellow-orange.
    Luster: Vitreous (Glassy)
    Streak: white

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 25/06/2021 à 09h49.
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Citation Envoyé par Tawahi-Kiwi Voir le message
    mais pour de nombreuses nouvelles espèces minérales d'une taille microscopique, les erreurs sur une mesure de densité sont plus importantes que la densité calculée
    Ah oui, bien vu ça.

    (attention, je ne sais pas pourquoi mais les accents sont absents dans ton texte)

    Joli pour le quartz.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  7. #6
    mav62

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Salut,
    Pour la masse volumique et la densité, je donne bien sur la définition avec une relation mais je souhaiterai préciser par exemple que plus les entités de la substance sont proches, plus la substance sera dense ce qui revient à parler de compacité.
    La compacité, on la fait davantage avec les cristaux mais je me demandais si on ne pouvait pas également en parler avec des liquides par exemple.

  8. #7
    XK150

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Salut ,

    Ah , mais oui , vous pouvez comprimer les liquides ...
    Si les masses inférieures des océans n'étaient pas comprimées par les masses supérieures , le niveau des mers serait de 20 à 40 m plus haut ...
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  9. #8
    Sethy

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Tout en restant avec l'eau, ce qui se passe autour de 4°C (sous 1 Atm), alors qu'elle est liquide dans ces conditions de T & P.

    Voir ici par exemple : https://fr.wikipedia.org/wiki/Anomal...om%C3%A9trique
    Tout est toujours plus complexe qu'on (que je) ne le pense de prime abord.

  10. #9
    Deedee81
    Modérateur

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    Ah , mais oui , vous pouvez comprimer les liquides ...
    Si les masses inférieures des océans n'étaient pas comprimées par les masses supérieures , le niveau des mers serait de 20 à 40 m plus haut ...
    C'est quand même assez peu compressible. Je crois (à confirmer) que c'est à peu près équivalent à la plupart des substances cristalline ou vitreuses.
    (après vérif l'eau est quand même nettement plus compressible que le verre, l'acier ou le diamant : https://fr.wikipedia.org/wiki/Module...A9_isostatique)

    Mais je ne savais pas pour les 20 ou 40 m, surprenant

    Les solides les plus compressibles ce sont les polymères ou (évidemment) les matériaux poreux ou alvéolés.

    Notons que dire que les molécules/atomes sont proches et dire dense, c'est synonyme. La définition souhaitée consiste à définir la densité avec la densité
    Mav62, tu n'as pas répondu à ma question.
    "Il ne suffit pas d'être persécuté pour être Galilée, encore faut-il avoir raison." (Gould)

  11. #10
    harmoniciste

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Citation Envoyé par XK150 Voir le message
    Si les masses inférieures des océans n'étaient pas comprimées par les masses supérieures , le niveau des mers serait de 20 à 40 m plus haut ...
    Je crois me souvenir que pour l'eau dV/V = 10-10 par Pascal
    En admettant que la profondeur moyenne des océans est de 2000 m, la pression au fond est de 200 bars et la pression moyenne est alors de 100 bars ou 100.105 Pa.
    D'où dV/V = 10-10* 100.105 = 10-3, ne donnant donc lieu qu'à un "tassement" moyen de 2 mètres, non?

  12. #11
    harmoniciste

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Ma mémoire semble m'avoir joué un mauvais tour. La compressibilité de l'eau serait 5 fois plus élevée et j'obtiendrais donc un tassement de 10 mètres

  13. #12
    Tawahi-Kiwi
    Modérateur

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Citation Envoyé par harmoniciste Voir le message
    Ma mémoire semble m'avoir joué un mauvais tour. La compressibilité de l'eau serait 5 fois plus élevée et j'obtiendrais donc un tassement de 10 mètres
    Et la profondeur moyenne des oceans etant proche de 4000m plutot que 2000, on arrive eventuellement assez facilement dans l'intervalle donne par XK150.

    sorry pour les accents Deedee

    T-K
    If you open your mind too much, your brain will fall out (T.Minchin)

  14. #13
    XK150

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Mon calcul rapide :
    compressibilité : 46 parts par million par bar .
    profondeur moyenne : 3700 m = 370 bars
    46 / 1000000 . 370 = 1.7%
    3700 . 1.7% = 60 m
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  15. #14
    harmoniciste

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Toute la colonne d'eau n'est pas à 370 bars. En moyenne c'est alors la moitié, donnant un tassement de 30 mètres conformément à l'évaluation initiale dont vous faisiez état.

  16. #15
    XK150

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Citation Envoyé par harmoniciste Voir le message
    Toute la colonne d'eau n'est pas à 370 bars. En moyenne c'est alors la moitié, donnant un tassement de 30 mètres conformément à l'évaluation initiale dont vous faisiez état.
    C'est vrai , une partie est à plus ... J'ai pris la profondeur MOYENNE des océans pour mon calcul rapide , elle est même donnée pour 3800 m .
    Celui qui accroît son savoir , accroît sa souffrance . L'Ecclésiaste 1-18

  17. #16
    harmoniciste

    Re : Définition de la densité d'une substance

    Les fosses ont déjà été prises en compte dans la profondeur moyenne de 3700 m. Le tassement doit donc se calculer sur une colonne d'eau de 3700 mètres présentant alors une pression croissante de 1 bar en surface jusqu'à 370 bars maxi, au fond, soit l'équivalent de 185 bars constants sur toute la hauteur de la colonne. D'où le résultat de 30 m de tassement

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