Pile neuve / Pile usagée

Ignotus · 13/02/2005, 10h02

Bonjour,

Le poids d’une pile neuve est-il supérieur à celui d’une pile usagée ?

Si oui, et en supposant que la pile soit parfaitement étanche, la différence de poids représente t’elle le poids de l’énergie que la pile a fourni ?

DonPanic · 13/02/2005, 11h29

Salut
On peut considérer que la pile neuve représente une différence de potentiel électrique entre 2 composés chimiques, la pile usagée étant l'égalisation de cette ddp.
Par analogie, si tu déplaces de l'eau entre un barrage haut et un lac à un niveau inférieur,
le déplacement de la quantité d'eau du barrage au lac a-t-il fait perdre de la masse à cette quantité d'eau ?

DonPanic · 13/02/2005, 11h42

Salut
Mauvais exemple.

Je recommence. Tu as 2 récipients avec des niveaux d'eau différents réliés par un tube.
L'égalisation des niveaux d'eau fait-elle perdre de la masse à la quantité d'eau contenue par les récipients ?
Une mini turbine placée dans le tube change-t-elle la masse de l'eau ou ne fait-elle que ralentir le déplacement de l'eau ?

Ignotus · 13/02/2005, 15h39

Merci DonPanic pour cette explication imagée.

Je suppose que selon le même principe, un condensateur n’est pas plus lourd chargé que déchargé. Non ?

DonPanic · 13/02/2005, 16h25

Citation:

Posté par Ignotus

Je suppose que selon le même principe, un condensateur n’est pas plus lourd chargé que déchargé. Non ?

Il me semble, une face du condensateur présentant un excédent en électrons, l'autre face, un déficit,
le tout rééquilibré par une décharge du condensateur

Patzewiz · 13/02/2005, 20h31

Bonsoir,

La réponse est à la fois NON (pas de changement de masse lors de la décharge) si on croit Lavoisier et OUI si on croit Einstein! Lorsqu'une pile se décharge elle fournit de l'énergie au milieu extérieur et donc abaisse son énergie totale, d'après le fameux E=mc² elle doit donc voir sa masse diminuer. La question est en fait: est-ce mesurable ? L'énergie échangée lors d'une réaction chimique est au plus de quelques eV par atome, en unité nucléaire les masses des atomes sont comprises entre 10⁹ et 2.10¹¹ eV. Les variations relatives de masse attendues sont donc au maximum de quelques milliardièmes. Pour le chimiste même équipée d'une très bonne balance ça fait 0.

DonPanic · 13/02/2005, 21h22

Salut

Citation:

Posté par Patzewiz

La réponse est à la fois NON (pas de changement de masse lors de la décharge) si on croit Lavoisier et OUI si on croit Einstein! Lorsqu'une pile se décharge elle fournit de l'énergie au milieu extérieur et donc abaisse son énergie totale, d'après le fameux E=mc² elle doit donc voir sa masse diminuer

Je veux bien admettre ta réponse, cependant, on a affaire à des systèmes qui restituent une énergie accumulée, et non qui créent de l'énergie.
Le condensateur ou la pile électrique s'apparentent là à un ressort comprimé qui se détendrait.
J'ai quelque réticence à appliquer E=MC² dans pareil cas.

**deep_turtle** · 14/02/2005, 07h29

Citation:

J'ai quelque réticence à appliquer E=MC² dans pareil cas.

En toute rigueur si... La réaction chimique dans la pile consiste en une réorganisation du cortège électronique des deux molécules qui réagissent, et l'énergie totale à la fin de la réaction fait intervenir l'opposé de l'énergie de liaison, laquelle a augmenté.

C'est pour la même raison que la masse des atomes n'est pas égale à celle des noyaux plus celle des électrons, et que la masse des noyaux n'est pas égale à la somme de celle des constituants élémentaires.

Ca c'est pour l'état final. Maintenant c'est pas clair pour moi comment intervient l'énergie associée au champ électrique présent dans la pile quand elle est chargée, comment cette énergie doit être comptée dans la masse de la pile. Ca influe le bilan, mais je ne sais pas comment...

DonPanic · 14/02/2005, 09h39

Salut

Citation:

Posté par deep_turtle

En toute rigueur si... La réaction chimique dans la pile consiste en une réorganisation du cortège électronique des deux molécules qui réagissent, et l'énergie totale à la fin de la réaction fait intervenir l'opposé de l'énergie de liaison, laquelle a augmenté.

C'est pour la même raison que la masse des atomes n'est pas égale à celle des noyaux plus celle des électrons, et que la masse des noyaux n'est pas égale à la somme de celle des constituants élémentaires.

Ca c'est pour l'état final. Maintenant c'est pas clair pour moi comment intervient l'énergie associée au champ électrique présent dans la pile quand elle est chargée, comment cette énergie doit être comptée dans la masse de la pile. Ca influe le bilan, mais je ne sais pas comment...

Salut
L'énergie, c'est celle d'une réaction d'oxydoréduque classique.
Alors la différence de masse de la pile s'apparenterait grossomodo à celle de celle d'un objet chaud par rapport à celle du même refroidi.
OK, vous avez théoriquement raison et pratiquement j'ai pas tort, c'est ça ?

Lambda0 · 14/02/2005, 09h55

Tiens, c'est intéressant ça. Je prend le risque d'écrire de grosses betises sans avoir réfléchi (bah, c'est lundi matin, suis pas réveillé).
Même sans faire intervenir de réaction chimique.
Un corps noir refroidit en émettant un rayonnement thermique, suivant la loi de Planck. Il perd de l'énergie sous la forme de radiations électromagnétiques, sans qu'on est pas à l'équilibre.
Donc, en "appliquant" sans réfléchir "E=mc²", sa masse diminue.
Donc la masse est une fonction de la température !

Hum, à mon avis, raisonnement faux car celà revient à attribuer une masse au photon, et ce serait faux pour la même raison dans le cas de la pile.

**deep_turtle** · 14/02/2005, 10h10

Citation:

Hum, à mon avis, raisonnement faux car celà revient à attribuer une masse au photon,

Attention, ton raisonnement ne revient pas à donner une masse au photon, l'énergie n'est pas forcément de la masse.

Bon, il faudrait se poser sérieusement la question de savoir de quelle masse on parle ici, dans le cas de la pile : ce n'est pas franchement un objet élémentaire, et ça n'est pas clair pour moi que la notion de masse soit dépourvue d'ambiguïté.

Lambda0 · 14/02/2005, 10h15

En fait, je pense, que même en théorie, il n'y a aucune variation de masse de la pile, car les liaisons chimiques sont dûes à des forces électriques, qui ne sont pas associées à une particule massive. Ce n'est donc pas comparable à la perte de masse à la désintégration d'un noyau.
Mais bon, sous beaucoup de réserves. Connait pas la physique des particules.

A+

**deep_turtle** · 14/02/2005, 10h24

Citation:

En fait, je pense, que même en théorie, il n'y a aucune variation de masse de la pile, car les liaisons chimiques sont dûes à des forces électriques, qui ne sont pas associées à une particule massive.

Pourtant les masses atomiques prennent en compte les énergies de liaison des électrons, qui sont aussi d'origine électromagnétiques...

Lambda0 · 14/02/2005, 10h31

Ok. Je me disais bien que mon raisonnement avait de fortes chances d'être faux. Je cours me rafraichir la mémoire sur le sujet...

A+

DonPanic · 14/02/2005, 10h47

Salut
A la réflexion, en reprennant l'exemple des vases communicants, si d'un côté de la balance, les niveaux tendent à s'équilibrer, Ya une accélération de chute, de telle sorte que pendant ce temps, il devrait y avoir un deséquilibre avec les vases communicants à niveau égal de l'autre côté de la balance...

Agel · 14/02/2005, 12h32

Citation:

Posté par Ignotus

Bonjour,

Le poids d’une pile neuve est-il supérieur à celui d’une pile usagée ?

Si oui, et en supposant que la pile soit parfaitement étanche, la différence de poids représente t’elle le poids de l’énergie que la pile a fourni ?

Si on se réfère à la loi de la conservation masse énergie, une pile usée a fournie une énergie. Cette énergie doit donc se retrouver sous une quantité de masse prélevée sur la pile. On peut alors supposer que la masse de la pile usagée est égale à :

m = mo – mx.E/ c²

Considèrons que la pile a fournit une énergie égale à o,3A durant 4 heures soit 1,2 watt h 1,2 X 3600 = 4320 Joule la masse prlevée sur la pile sera de

mx = 4320/C² = 4,8 ^-14 Kg

m = mo – mx

mx = 4,8^-14 kg

avec m = masse pile usagée ; mo = masse pile neuve ; mx = quantité de masse utilisée.

Sous toutes réserves

**Coincoin** · 14/02/2005, 13h05

Salut,
Ce calcul m'a l'air très bien !

Mis à part la ligne "m = mo – mx.E/ c²"... Je pense que tu voulais dire "m=mo-mx=mo-E/c²" ?
Et puis, tu as oublié de consiédrer la tension dans le calcul de la puissance (à moins que ça soit une pile 1V)...

Mais, on voit bien que l'ordre de grandeur de la variation de masse est totalement négligeable !

Deep_turtle, tu as résolu tes considérations métaphysiques sur la correspondance énergie de liaison / masse ?

Agel · 14/02/2005, 13h48

Merci pour la correction de ma formulation. Ainsi que pour le 16/20 !

Ce calcul est approximatif et fait de tête pour avoir juste l’idée d’un ordre de gradeur, d'ou sa simplication.