Pourquoi 1 litre d'eau fait 1 kg ?

Pourquoi 1 litre d'eau fait 1 kg : le lien entre la densité de l'eau et la définition du kilogramme

Dans le système métrique, l'unité fondamentale de masse est le kilogramme (kg). Curieusement, la définition du kilogramme est étroitement liée à la densité de l'eau.

La densité de l'eau

La densité d'une substance est définie comme sa masse par unité de volume. La densité de l'eau à 4 °C est de 1 gramme par centimètre cube (g/cm³). Cela signifie que 1 cm³ d'eau pèse 1 g.

La définition du gramme

Initialement, le gramme a été défini comme la masse d'un centimètre cube d'eau pure à 4 °C. Cette définition a été établie en 1795 par l'Académie des sciences française.

Le lien avec le kilogramme

Le kilogramme est défini comme étant égal à 1 000 grammes. Par conséquent, 1 kg d'eau à 4 °C occupe un volume d'un litre (1 000 cm³).

En termes mathématiques :

• Densité de l'eau = 1 g/cm³
• Masse d'un litre d'eau = 1 000 g (car 1 litre = 1 000 cm³)
• Donc, 1 litre d'eau a une masse de 1 kg

Implications

Ce lien entre la densité de l'eau et la définition du kilogramme a plusieurs implications :

• La densité de l'eau constitue une référence pratique pour étalonner les balances.
• Il permet de déterminer facilement le volume d'un liquide (en mesurant sa masse et en divisant par la densité).
• Il permet également de calculer la flottabilité des objets en fonction de leur densité.

En conclusion, la définition du kilogramme est étroitement liée à la densité de l'eau à 4 °C. Cela signifie que 1 litre d'eau pure à cette température a une masse d'un kilogramme. Cette relation fondamentale est utilisée dans de nombreuses applications pratiques et scientifiques.