Litre
Au laboratoire, on vérifie une nouvelle fiole jaugée de 1000 mL. On la pose sur la balance, on ajoute de l’eau distillée jusqu’au trait de jauge et on relève l’indication : 997,20 g. Si l’on admet qu’un litre d’eau pèse un kilogramme, il manque presque trois millilitres à la fiole, et il faut la rebuter. En réalité, la fiole est exacte au dixième de millilitre près. L’eau à 20 °C est plus légère qu’à 4 °C, et l’air la soulève un peu.
Le litre est le nom spécial du décimètre cube. Depuis 1964, 1 L est exactement égal à 1 dm³, sans aucun lien avec l’eau. Auparavant, le litre était défini par une masse : le volume d’un kilogramme d’eau pure à 4 °C. Le litre se trouvait ainsi plus grand de 28 millionièmes que le décimètre cube. Il ne fait pas partie du SI, mais son emploi avec lui est admis. On y vend le lait, le carburant et le vin, et l’on dose les médicaments en millilitres.
| Grandeur | volume, capacité ; dimension L³ |
| Définition | 1 L = 1 dm³ = 0,001 m³ exactement (12e CGPM, 1964) |
| Notation | L ou l ; sous-multiples mL, µL, multiple hL ; la graphie ℓ n’est pas admise |
| Statut | hors SI ; dans la Brochure sur le SI, au tableau des unités admises avec le SI |
| Un litre d’eau | 999,97 g à 4 °C · 998,21 g à 20 °C · 997,16 g sur la balance, dans l’air |
| Valeurs typiques | 50 µL — une goutte · 250 mL — un verre · 158,987 L — un baril de pétrole |
01 · Définition
Un cube d’arête dix centimètres
Le litre est le volume d’un cube d’arête 1 dm. Il contient mille centimètres cubes, et mille litres font un mètre cube. Le millilitre et le centimètre cube, c’est la même chose. Le médecin écrit 5 mL ; dans les vieux textes médicaux, on trouve 5 cc, c’est-à-dire cubic centimetre.
Le volume de la verrerie ne se mesure presque jamais à la règle. On le trouve en pesant de l’eau : la masse est divisée par la masse volumique. La masse volumique de l’eau dépend de la température, donc le thermomètre entre dans le calcul. La balance est étalonnée avec des masses en acier, alors que l’eau occupe un volume huit fois plus grand et que l’air la soulève davantage. D’où une correction d’un millième. Le verre se dilate à la chaleur, et le volume est ramené à 20 °C. Les corrections pour l’eau et l’air sont réunies dans le facteur Z de la norme ISO 4787 ; la correction pour le verre est un facteur distinct de la formule.
Combien pèse un litre
Chaque ligne est un litre de liquide sur la balance. La barre est la masse, le fin trait vertical marque 1000 g. La température modifie la masse volumique : en chauffant, le liquide se dilate et un litre contient moins de matière. Choisissez une température.
Cinq récipients, une balance et de l’eau
L’action principale est le bouton « Lancer la vérification ». Le récipient vide est posé sur la balance et l’indication est notée. Puis on verse de l’eau distillée, et les dernières gouttes sont ajoutées à la pipette jusqu’à ce que le bas du ménisque touche le trait. Le récipient plein est pesé une seconde fois. La différence des indications est convertie en volume à 20 °C et comparée à la tolérance du récipient. Sous la scène, on choisit le récipient : fiole jaugée de 1000 mL, éprouvette graduée, pipette de 25 mL, bouteille de 1,5 L portant le signe ℮ ou pichet de cuisine. On y règle aussi la température de l’eau et la position de l’œil pour lire le ménisque. Le bouton « Compter 1 kg = 1 L » active le calcul domestique : les grammes deviennent aussitôt des millilitres.
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02 · Conversion
Le gallon américain est défini par le pouce cube : exactement 231 in³. Depuis 1959, le pouce vaut 25,4 mm, si bien que le gallon américain en litres est le nombre exact 3,785411784.
Le gallon britannique est lui aussi exact depuis 1985 : 4,54609 L. Auparavant, il était défini comme le volume de 10 livres d’eau à 62 °F, comme le litre de 1901, par la masse de l’eau.
03 · Ordres de grandeur
04 · Instruments de mesure
05 · Règles d’écriture
06 · Unités voisines
07 · Section historique
En 1901, le litre a été défini comme le volume d’un kilogramme d’eau pure à sa masse volumique maximale et à la pression normale. Les créateurs du système métrique pensaient que ce volume valait un décimètre cube. Les mesures du début du vingtième siècle ont montré que le litre est plus grand : 1,000028 dm³. L’écart est de 28 millionièmes, soit 0,028 mL pour un litre.
Dans les travaux de précision, deux unités sont apparues : le litre et le décimètre cube. Les masses volumiques s’écrivaient tantôt en g/mL, tantôt en g/cm³, et les chiffres divergeaient au cinquième chiffre. En 1964, la 12e CGPM a supprimé la définition par l’eau et fait du litre un autre nom du décimètre cube. Depuis, la masse volumique de l’eau est une grandeur mesurée, et non plus une part de la définition de l’unité.
Catalogue des grandeurs
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Une goutte d'acide change la couleur du jus, le sel colore la flamme, l'eau gèle d'un coup. En dessous, toutes les fiches Simetrium, par discipline et par ordre alphabétique.
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