Masse volumique d'un solide cristallin (Les cristaux) | 1ère enseignement scientifique

Summary

Dans cette vidéo, nous découvrons comment déterminer la masse volumique d'un solide cristallin comme le cuivre. La masse volumique est le rapport entre la masse et le volume du solide. Pour le cuivre, cela se fait en pesant l'échantillon et en mesurant son volume par déplacement d'eau. On explique également la relation entre la masse volumique macroscopique et la structure cristalline microscopique, notamment pour un cristal cubique à faces centrées. À travers des calculs détaillés, le résultat final confirme que la masse volumique du cuivre est de 8,96 g/mL. La vidéo souligne l'importance de la structure cristalline sur les propriétés physiques des matériaux.

Takeaways

• 😀 La masse volumique d'un solide est le rapport entre sa masse et son volume.
• 😀 Pour déterminer la masse volumique d'un solide, il faut mesurer la masse et le volume, souvent par déplacement d'eau.
• 😀 La masse volumique du cuivre est de 8,96 g/mL, ce qui indique qu'il est une substance très dense.
• 😀 Le cuivre a une structure cristalline cubique à faces centrées, ce qui influence ses propriétés macroscopiques comme la masse volumique.
• 😀 La masse volumique peut également être déterminée à l'échelle microscopique en étudiant la maille cristalline et les atomes qu'elle contient.
• 😀 Le volume de la maille cristalline est calculé en fonction du paramètre de maille (a³ pour un cube).
• 😀 La masse de la maille est déterminée en multipliant la multiplicité (z) par la masse d'un atome.
• 😀 Le cuivre a une multiplicité (z) de 4 dans sa structure cubique à faces centrées.
• 😀 La formule pour calculer la masse volumique à l'échelle microscopique est : ρ = (z × masse de l'atome) / volume de la maille.
• 😀 En utilisant les valeurs données pour le cuivre, on retrouve bien la masse volumique de 8,96 g/mL à la fin du calcul.
• 😀 La structure microscopique du cristal conditionne certaines propriétés macroscopiques, telles que la masse volumique.

Q & A

Qu'est-ce que la masse volumique d'un solide cristallin ?

La masse volumique d'un solide cristallin est le rapport de la masse du solide à son volume. Elle exprime la densité de la substance.

Comment peut-on déterminer la masse volumique du cuivre à l'échelle macroscopique ?

Pour déterminer la masse volumique du cuivre à l'échelle macroscopique, il suffit de peser le solide à l'aide d'une balance pour obtenir sa masse, puis de mesurer son volume par déplacement d'eau dans une éprouvette.

Quel est le résultat de la masse volumique du cuivre lorsqu'on effectue ce calcul à l'échelle macroscopique ?

La masse volumique du cuivre calculée à l'échelle macroscopique est de 8,96 grammes par millilitre, ce qui indique que le cuivre est une substance très dense.

Comment la masse volumique peut-elle être déterminée à l'échelle microscopique ?

À l'échelle microscopique, la masse volumique est déterminée à partir de la masse de la maille cristalline et du volume de la maille. La masse volumique est alors calculée en divisant la masse de la maille par son volume.

Qu'est-ce qu'une maille dans une structure cristalline ?

Une maille est l'unité de base d'une structure cristalline, qui représente la plus petite portion du cristal tout en conservant les propriétés de l'ensemble de la structure.

Comment exprimer le volume de la maille cristalline dans le cas du cuivre ?

Le volume de la maille cristalline du cuivre est exprimé comme le cube de la longueur de l'arête du cube, notée 'a', donc V = a³.

Que signifie 'z' dans le calcul de la masse volumique microscopique ?

Dans le calcul de la masse volumique microscopique, 'z' représente la multiplicité, c'est-à-dire le nombre d'atomes présents dans une maille.

Quelle est la valeur de 'z' pour le cuivre et le polonium ?

Pour le cuivre, qui a une structure cristalline cubique à faces centrées, 'z' vaut 4. Pour le polonium, qui cristallise dans une structure cubique simple, 'z' vaut 1.

Quelle formule permet de calculer la masse volumique d'une substance cristalline à l'échelle microscopique ?

La formule pour calculer la masse volumique microscopique est : ρ = (z × masse de l'atome) / volume de la maille.

Que doit-on faire pour effectuer le calcul de la masse volumique dans un exercice ?

Dans un exercice, il faut remplacer les valeurs données pour la masse de l'atome et le paramètre de maille dans la formule de la masse volumique, puis effectuer les calculs pour obtenir le résultat.

Que signifie la masse volumique de 8,96 g/cm³ pour le cuivre ?

Cela signifie que le cuivre est une substance très dense. Cette valeur correspond à la masse volumique déterminée à la fois macroscopiquement (par pesée et déplacement d'eau) et microscopiquement (par calcul à partir des propriétés cristallines).

Pourquoi est-il important de connaître la structure cristalline dans le calcul de la masse volumique ?

La structure cristalline détermine la multiplicité 'z' des atomes et le volume de la maille, ce qui affecte directement le calcul de la masse volumique. La structure influence ainsi les propriétés physiques du matériau.