Variation de masse lors d'une transformation chimique ?

[invite8241b23e]

Bonjour !

Je viens de lire dans un livre qu'il y a une très légère variation de masse lors d'une transformation chimique. Infime. En rapport avec les échanges d'énergie et la fameuse formule E = mc².

Est-ce bien vrai, et surtout, comment l'expliquer ?

Bonne journée à tout le monde !
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[invite95498951]

De quoi faire se retourner Le Chatelier dans sa tombe... J'ai du mal à comprendre d'où celà pourrait bien venir. A quel genre de transformation chimique il s'agirait ?

[Resartus]

Bonjour,
Je ne sais pas très bien ce que veut dire "expliquer" en physique ou en chimie.
Dans le modèle de la relativité (qui pour l'instant, décrit plutôt bien la réalité), il y a équivalence masse/énergie selon justement la formule E=mc². Donc si une réaction produit de l'énergie, elle perd aussi de la masse au repos.
C'est infime pour une réaction chimique. Cela l'est moins pour une réaction nucléaire. C'est ce qu'on appelle le "défaut de masse". Et cela se mesure très précisément : la masse de l'hélium par exemple est très nettement inférieure à la somme des 2 protons/2neutrons et 4 électrons qui le composent, et la différence est l'énergie de fusion qu'on espère tant maîtriser

Après, on peut se poser la question de ce que devient l'énergie fournie dans la réaction. Si le produit garde cette énergie sous forme d'énergie cinétique, il conservera la même énergie totale que la somme des réactifs : il aura la même masse "relativiste"*. Si par contre, elle est dissipée dans le milieu, ou perdue sous forme de rayonnement, il aura bel et bien perdu de la masse

*Sachant cependant que cette notion de masse relativiste dépendant de la vitesse n'est plus très appréciée par les enseignants. On préfére n'utiliser le mot masse que pour la masse au repos

[Amanuensis]

Est-ce bien vrai, et surtout, comment l'expliquer ?

Je procèderais ainsi:

1) Poser qu'un système isolé est de masse constante ;

2) Si un système perd de l'énergie (rayonnement, transfert thermique vers son environnement, etc.), il n'est pas isolé ;

3) Il y a une relation étroite entre énergie et masse, résumée par l'iconique E=mc², qui fait que perdre de l'énergie affecte nécessairement la masse ;

4) À cause du facteur c², très grand, cet effet n'est mesurable que pour de très grandes pertes (ou gains) d'énergie relativement à la masse du système, ce qui est le cas pour les réactions nucléaires mais pas pour les réactions chimiques. A titre d'illustration, citer la masse d'uranium nécessaire pour tant de GWh dans une centrale (prendre une production annuelle typique), comparée à la masse nécessaire en charbon pour une centrale de même production, par exemple.

[PS: Une illustration dont on peut s'inspirer: https://xkcd.com/1162/

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Bonjour,

[PS: Une illustration dont on peut s'inspirer: https://xkcd.com/1162/]

Le lien me dit "erreur 404 not found". Tu es sûr du lien ?

[Amanuensis]

PPS: Un cran d'explication plus loin, si utile ou nécessaire selon l'audience visée: expliquer que les réactions chimiques mettent en œuvre les forces électro-magnétiques (entre noyaux et électrons), alors que les réactions nucléaires mettent en œuvre l'interaction nucléaire forte (entre constituants du noyau, "nucléaire" étant l'adjectif correspondant au noyau). Et les interactions entre constituants du noyau sont beaucoup plus "énergétiques" (autre mot?) que les interactions électro-magnétiques entre noyau et électrons.

[Amanuensis]

Le lien me dit "erreur 404 not found". Tu es sûr du lien ?

"]" à sortir du lien dans le message. Aucune idée comment il s'y est introduit, je procède par copier-coller et je laisse le logiciel mettre la balise ; bug éditeur forum?

(Suffit de regarder le texte source du message en faisant "Répondre avec citation" ; première étape avant de mettre en doute le lien lui-même....)

[Deedee81]

Salut,

"]" à sortir du lien dans le message. Aucune idée comment il s'y est introduit, je procède par copier-coller et je laisse le logiciel mettre la balise ; bug éditeur forum?
(Suffit de regarder le texte source du message en faisant "Répondre avec citation" ; première étape avant de mettre en doute le lien lui-même....)

Corrigé par JPL, désolé, ce caractère importun m'avait échappé

[Amanuensis]

Corrigé par JPL

Oui, après demande de ma part, hier soir. Je l'en remercie.

[invite8241b23e]

Merci à tous pour vos réponses.