Les balances électroniques       6 juin 2021

Voici les balances à affichage numérique que nous utilisons en classe dans nos expériences et manipulations.

Toutes ces balances sont munies d'un affichage digital à tube fluorescent, bien visible lors des travaux. Leur alimentation électrique doit être branchée au moins une heure avant le début des pesées afin qu'elles fonctionnent au mieux. Elles comportent aussi un niveau à bulle car elles doivent être installées bien horizontalement.

 

Balance Mettler PJ6 : sensibilité 1 g, plage de pesée de 0 à 4000 g.

 

La balance Mettler PM4800 possède deux plages de pesées :

- de 0 à 4000 g : sensibilité 0,1 g

- de 0 à 400 g : sensibilité 0,01 g.

 

Balance Mettler PM400 : sensibilité 0,001 g de 0 à 400 g.

   

 

Les deux balances de laboratoire avec leur chambre de pesée vitrée (pare-brise) :

 

Balance Mettler AM50: sensibilité : 0,0001 g (un dix-millième de gramme ou 0,1 mg ou encore 100 µg), portée 50 g.

 

Balance Mettler AE240 à deux plages de pesée :

- de 0 à 200 g : sensibilité : 0,000 1 g ou 1/10000 g

- de 0 à 40 g : sensibilité 0,000 01 g ou un cent-millième de gramme ou 0,01 mg ou encore 10 µg.

 

 

Ces deux dernières balances sont si sensibles qu'il faut des conditions particulières pour la pesée : absence de vibration du sol, température stable, météorologie stable car les variations de pression modifient le poids des objets qui, rappelons-le, flottent dans l'air !

Voir les expériences en bas de page.

 

Mini-balances électroniques pocket scale de fabrication chinoise utilisées pour les travaux courants en classe, à deux ou en équipe. Elles sont munies d'un affichage à cristaux liquides rétroéclairé bien lisible :

Modèle 1 : de 0 à 1000 g, sensibilité 0,1 g.

Modèle 2 : de 0 à 200 g, sensibilité 0,01 g.

 

Remarque : il faut calibrer ces balances avant de commencer les pesées. On utilise pour cela des masses marquées rigoureusement exactes qui proviennent d'une balance mécanique Mettler démontée. Une fois calibrées, les balances affichent des résultats cohérents.

 

Il est intéressant de peser le même objet sur des balances de sensibilité différentes :

 

  

 

Balance Kern au 1/100 de g

   

 

On constate que chaque balance donne une valeur approchée de la mesure, selon son degré de précision :

La première arrondit la mesure au gramme près, la seconde au dixième de gramme le plus proche (décigramme), les deux suivantes au centième puis au millième de gramme près.

 

En apparence cette masse marquée de 20 grammes est exacte, mais elle dépasse la masse nominale de 0,273 g :

        

 

  Travaux pratiques :

- Confection de masses marquées découpées dans de la feuille d'aluminium : 2 grammes, 1 gramme, 1 décigramme...

 

      

On vérifie l'exactitude de la masse avec la balance en milligrammes, au besoin on recoupe un petit bout d'aluminium pour ajuster :

Quand la masse souhaitée est atteinte on grave la valeur dans l'aluminium avec la bille d'un stylo.

 

 

Proportionnalité :

Si 10 vis pèsent 76,23 g, alors 5 vis pèsent deux fois moins, et une seule vis pèse 10 fois moins :

                     

Page ancienne sur le même thème :

Expériences avec une balance électronique Mettler AM50 (17 janvier 2002)

Ce matin, nous avons découvert une balance de laboratoire que le maître nous a apportée. Elle fonctionne à l'électricité, elle affiche le poids des objets en grammes sur un écran luminescent à 6 chiffres (affichage digital). C'est une balance électronique de laboratoire de haute précision.

 

Nous avons d'abord pesé des pièces de 20 centimes:

Une pièce pesait 4,0129 g (4,0129 g = 40,129 dg = 401,29 cg = 4012,9 mg). La balance est donc précise jusqu'au dix-millième de gramme, c'est à dire au dixième de milligramme ! (un peu moins que le poids d'un cheveu).

 

1/ Expérience de l'allumette:

On a pesé une allumette neuve : elle avait un poids de 0,1295 g

Après avoir fait brûler la tête de l'allumette, on a constaté qu'elle ne pesait plus que 0,1157 g

Il y a une différence: 0,1295 - 0,1157 = 0,0138

L'allumette s'est allégée de 0,0138 g (ou 13,8 mg)

Ces 13,8 mg de matière sont partis sous forme de fumée ! (grains de carbone incandescent de la flamme, gaz, vapeur d'eau.)

2/ Expérience du récipient d'eau

On a pesé un récipient contenant un peu d'eau : on a trouvé 37,3536 g

On a laissé le récipient ouvert sur une étagère, à l'air libre.

Trois heures plus tard, on l'a pesé à nouveau: on a trouvé cette fois 36,1861 g

La différence est donc de 1,1675 g, elle correspond à l'eau qui s'est évaporée.

Au cours de la pesée, on constate que l'eau continue de s'évaporer: le poids diminue peu à peu de 0,1 mg toutes les 8 secondes environ.

Avec de l'eau chaude, on a constaté que l'évaporation était plus rapide:

On a ensuite refait l'expérience avec de l'alcool à brûler et cette fois l'évaporation était très rapide. En effet, l'alcool est un produit volatile.

Expériences avec la balance Mettler AE240

Elle ressemble à la Mettler AM 50 mais elle est plus longue et plus haute. Nous remarquons que l'affichage possède 5 chiffres après la virgule.

C'est une balance électronique comparable à la première, mais précise au cent-millième de gramme. On dit que c'est une semi-microbalance.

Déposons une goutte d'eau sur le plateau : on lit 0,99277 g.

 

30 secondes plus tard : 0,99235 g. La différence est de 0,00042 g. Ce sont les 0,42 mg d'eau qui se sont évaporés.

 

Voici deux extraits vidéo sur la mise en évidence de l'évaporation de l'eau.

Dans le premier cas, on a déversé une cuillerée d'eau froide sur le plateau. Le poids diminue de 1 cent-millième de gramme à chaque seconde environ, et par conséquent de 1 dix-millième de gramme toutes les 10 secondes... Ceci est dû à l'évaporation de l'eau.

Vidéo 1

Dans le second cas, on a déposé de l'eau tiède. La vidéo montre une diminution d'environ 1 dix-millième de gramme toutes les secondes (et les cent-millièmes dégringolent très vite.) On peut dire que l'évaporation est 10 fois plus rapide qu'avec l'eau froide.

Vidéo 2

 

 

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