I. Masse volumique

La masse volumique d’une substance est le rapport de sa masse et de son volume. Elle dépend très étroitement de la température T. Elle s’appelle Density dans le système Impérial. On l’écrit :
ρ (T) = masse M(T) /Volume V(T)
ρ(T) = M(T)/V(T)
Elle s’exprime en kg/m³ ou en g/mL
Pour mesurer la masse volumique, on utilise un pycnomètre de type :
- Gay-Lussac pour les liquides non visqueux tels que l’eau et les solvants), ou
- Hubbard pour liquide visqueux tels que les huiles et le goudron, ou - Fisher pour les semi liquides, tels que les graisses.
La masse volumique d’une substance peut être mesurée à n’importe qu’elle température T. Il faut par conséquent toujours la ramener, par correction, à la température de référence. La température de référence est 15.56 ^oC dans le système SI qui est égale à 60 ^oF dans le système impérial.
On effectue une correction par la méthode suivante :
ρ (60 ^oF) = ρ (T) + Correction (ρ,T)
Les facteurs tabulés de correction (?, T) ne dépendent pas de la nature du produit. Pour n’importe quel produit, ce facteur ramène tout simplement la valeur observée pendant la température T à sa valeur correspondante à 60 ^oF.

Exemple:

Dans une circonstance de température de 11.5 oC, on mesure la masse volumique d’une huile et l’on trouve ρ (11.5) = 844.0 kg/m³.
La table suivante donne directement sa valeur à 15 ^oC qui vaut ρ (15 ^oC) = 841.9 kg/m³. La correction de – 2.1 a été directement introduite.
Lorsque la valeur à corriger ne figure pas entièrement sur la table, (c’est à dire comprise entre deux valeurs), une extrapolation est nécessaire.
Si on trouvait ρ (11.5) = 845.5 kg/m³. Cette valeur ne figure pas sur la table. Elle est comprise entre 844 et 846. On procède de la façon suivante :
846 – 845.5 = 0.5. Ce résultat doit être retranché de la valeur de connue ρ(846, 11^oC) qui vaut 843.9, pour obtenir :
843.9 – 0.5 = 843.4 kg/m³ ; c’est le point P cherché.
Dans certains cas, on peut utiliser la formule suivante :

ρ (T) = ρ(15 ^oC) + C(15 – T)

Pour les huiles, la constante C doit être choisie paris les étendus suivantes :

ρ (15 ^oC)	0.60-0.70	0.70 – 0.76	0.76 – 0.80	0.80 – 0.85	0.85 – 0.88	0.88 – 0.90
C x 10 ^-3	0.90	0.85	0.80	0.75	0.65	0.62

Exemples de masse volumique:
Eau :
À 4 ^oC = 1.000 g/L
À 0 ^oC 0.92
À 20 ^oC 99.8 g/L
Air :
À 0 ^oC 1.293 g/L
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II. Densité

La densité correspondante est le rapport de cette masse volumique et celle d’une substance connue dite de référence. Pour les liquides, elle devient relative par rapport à l’eau (et l’air pour les gaz).
On utilise le densimètre (ou aéromètre) pour mesurer la densité
Par définition, la densité d’un liquide (Gravity) à la température T est :
d (T,4^oC) = ?(liquide,T)/ ?(eau,4^oC)

Remarque

d (T,4^oC) = ρ(liquide,T)/ ρ(eau,4^oC) = ρ(liquide,T)/ 1.000 = ρ(liquide,T)
La densité relative (Specific Gravity) à la température T est :
SpGr (liquide, T)= d (T,T) = ρ(liquide,T)/ρ(eau,T)
La température de référence est 15.56 ^oC dans le système SI qui est égale à 60 ^oF dans le système impérial.
Densité = d(15^oC,4^oC)
Densité relative = d(15^oC,15^oC) = SpGr(60^oC,60^oC)
On utilise le degré API ( American Petroleun Institute) pour mesurer la densité d’un produit pétrolier. La relation entre le API et le SpGr est :
Densité API = (141.5/SpGr (60,60)) + 131.5
Ou
SpGr (60,60) = 141.5 / (Densité API + 131.5)
La correction se fait de la manière suivante :
API (60 ^oF) = API (T) + Correction
+ Si T < 60 ^oF
- Si T > 60 ^oF

III. Densimètres utilisés dans l'industrie

^oAPI:

Pour les produits pétroliers API = (141.5/SpGr(60,60)) - 131.5 Il est donné toujours au dixième près à 60 ^oF. Il varie de 10.0 (SpGr (60, 60) = 1.00) à 100.0 (SpGr (60, 60) = 0.61)

^oBaumé:

Produits chimiques acides, base, solvants, vernis,...à 60 ^oF: - Lourd si la densité du produit est > à celle de l'eau - Léger si la densité du produit est < à celle de l'eau. Les densimètres Baumé contiennent aussi le SpGr (de l'autre côté)

^oTralle:

Dans les brasseries, distilleries et fabricants de vin. Il indique le % en volume d'alcool à 60 ^oF

^oBrix:

Utilisé dans l'industrie alimentaire. Il indique le % en masse de sucre à 20 ^oC

^oBrine:

Utilisé dans l'industrie chimique et alimentaire. Il indique le % en masse de sel (NaCl) en solution à 15 ^oC
La correction est donnée par les tables.

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Masse volumique & densité

I. Masse volumique

ρ (T) = ρ(15 oC) + C(15 – T)

II. Densité

III. Densimètres utilisés dans l'industrie

oAPI:

oBaumé:

oTralle: