Masse volumique

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Masse volumique

Le thermomètre de Galilée utilise la variation de la masse volumique du liquide incolore en fonction de la température.

Données clés

Unités SI	kg/m3
Dimension	M.L-3
Nature	intensive
Symbole usuel	ρ

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La masse volumique d'une substance, aussi appelée densité volumique de masse, est une grandeur physique qui caractérise la masse de cette substance par unité de volume^[1]. C'est l'inverse du volume massique. La masse volumique est synonyme des expressions désuètes « densité absolue », « densité propre »^[2], ou encore « masse spécifique ».

Cette grandeur physique est généralement notée par les lettres grecques ρ (rhô) ou µ (mu). Leur usage dépend du domaine de travail. Toutefois, le BIPM recommande^[3] d'utiliser la notation ρ.

Il ne faut pas confondre la masse volumique d'une substance avec sa densité, cette dernière étant le rapport de la masse volumique de la substance à celle de l'eau (pour des substances solides ou liquides) ou de l'air (pour des substances gazeuses). La masse volumique de l'eau valant 1 g/cm³ à 3,98 °C, la densité d'un solide ou d'un liquide s'exprime par la même valeur numérique que sa masse volumique en g/cm³ ou en kg/l. Par exemple, il est équivalent de dire que la densité de l'éthanol est de 0,79 ou que sa masse volumique est de 0,79 g/cm³. Ceci donne lieu à des confusions fréquentes entre les concepts de masse volumique et de densité. Une source d'erreur supplémentaire est qu'en anglais la masse volumique se dit density (et la densité relative density).

La masse volumique est une grandeur intensive définie localement, en tout point M d'une substance :

${\displaystyle \rho (\mathrm {M} )={\frac {\delta m}{\delta V}}}$

où ${\displaystyle \delta m}$ est la masse infinitésimale de la substance occupant le volume ${\displaystyle \delta V}$ infinitésimal qui entoure M^[4]. On peut aussi définir la masse volumique moyenne :

${\displaystyle {\bar {\rho }}={\frac {m}{V}}}$

où m est la masse de la substance et V le volume qu'elle occupe. On peut également l'obtenir par intégration :

${\displaystyle {\bar {\rho }}={\frac {1}{V}}\iiint \rho (\mathrm {M} )\,\mathrm {d} V}$

où l'intégrale triple est étendue à tout l'espace occupé par la substance.