La densité (masse/volume) de la glace est de 0,9168 g/cm3, alors que celle de l'eau liquide est de 1 g/cm3. En conséquence, la glace flotte sur l'eau.
On peut également faire le calcul suivant : si l'on considère, par exemple, un glaçon de 1 cm3 et de masse volumique 0,917 g·cm−3 (qui contient donc 0,917 g d'eau), le volume immergé sera de 0,917 cm3 (comme pour un iceberg, la majeure partie est sous l'eau).
La masse volumique de la glace est plus faible que celle de l'eau, donc pour 1 kg d'eau (1L), on aura 1 kg de glace mais à un volume plus grand (1L et des brouettes).
La masse volumique de la glace est de 0,91 g/cm3 alors que celle de l'eau liquide est de 1 g/cm3. Cette baisse de la masse volumique explique notamment que la glace flotte sur l'eau.
Si on veut calculer la masse, il suffit d'exprimer m : m = n × M.
Pour mesurer une masse on utilise une balance (balance à trébuchet, balance de Roberval ou balance électronique). Pour mesurer la masse d'un liquide, on utilise de préférence une balance électronique en faisant appel à la fonction tare (remise à zéro).
Relation poids-masse
Cela s'écrit P = m × g où : P est l'intensité du poids (en N) ; m est la masse (en kg) ; g est l'intensité de pesanteur (en N/kg).
Une pratique légale, mais réglementée. Les industriels doivent respecter un poids minimal : ce poids est fixé à 450 grammes pour un litre de crème glacée.
De quoi se compose la glace ? D'un point de vue physique, la crème glacée est un système multiphasique, composé d'air, de graisse et de cristaux d'eau dispersés dans un milieu visqueux. C'est à la fois une émulsion (composée d'eau/de matière grasse) et une mousse (avec les bulles d'air).
Si, à la pression atmosphérique, on abaisse la température en dessous de 0° Celsius (soit 273,15 K), l'eau liquide se transforme en glace : la structure tétraédrique présente dans l'eau liquide se fige alors et l'ordre local devient un ordre à grande distance. Cette glace est donc un solide cristallin.
Voilà encore des phénomènes bien étranges car, en règle générale, les corps sont tous plus denses à l'état solide qu'à l'état liquide. Mais il y a une exception, et pratiquement une seule, à cette règle : l'eau. La glace est en effet moins dense, plus "légère", que l'eau liquide.
Une plus grande distance s'installe alors entre les molécules d'eau. La glace occupe donc un plus grand volume que l'eau liquide. À volume égal, l'eau et la glace ne contiennent donc pas la même quantité de matière, car la glace est moins dense que l'eau.
La masse et le volume lors d'un changement d'état
La masse ne change pas, car le nombre de particules ne change pas. Lorsqu'un glaçon fond, la masse d'eau liquide obtenue est égale à celle du glaçon.
La masse de l'eau ne change pas quand elle se solidifie mais son volume varie et augmente d'environ 10 %. La masse volumique (masse pour un volume de 1 cm3) de l'eau (1g / cm3) est donc plus grande que la masse volumique de la glace (0,91 g / cm3).
Lorsque l'eau pure solide subit une fusion, sa température est de 0 °C, et cette température reste constante jusqu'à ce que toute la glace se soit transformée en eau liquide. On dit que la température de fusion de l'eau est de 0 °C.
Lorsqu'on fait geler de l'eau, le volume de glace obtenu est proportionnel au volume d'eau utilisé. En faisant geler 1,5 L d'eau on obtient 1,62 L de glace.
La légende raconte que ce sont les Chinois qui ont inventé la glace, près de 3000 ans avant notre ère, bien qu'aucune date d'origine précise n'ait été indiscutablement créditée de sa découverte.
L'eau liquide à 20 °C a une masse volumique de 1kg/l. Cela signifie qu'un litre d'eau pèse 1 kg. On dit aussi que l'eau à une densité de 1. Pour qu'un objet plein flotte dans un liquide, il faut que sa densité soit plus petite que celle du liquide.
Lors d'un changement d'état, le volume de matière peut varier alors que la masse reste constante. En effet, lors de la solidification de l'eau, le volume augmente alors que la masse d'eau reste constante.
Pour un solide : on détermine le volume V du solide, puis on mesure sa masse m à l'aide d'une balance. On mesure le volume du parallélépipède rectangle : V = longueur × largeur × hauteur = 2,5 × 1,6 × 1,3 = 5,2 cm3 et m = 5,4 g, soit \rho = \frac{m}{v}= \frac{5,4}{5,2}= 1,04 g/\mathrm{cm^{3}}.