Réaction nucléaire et chimique

[invite4c5e9021]

bonjour à tous.
je me posais la question pourquoi l'énergie libérée par une réaction nucléaire était si importante par rapport à l'énergie libérée par une réaction chimique?
merci
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[marsan09]

Les réactions chimiques font intervenir la cohésion entre atomes à l'intérieur de molécules; ( par ex dans la combustion de H2 et de O2 on obtient H2O plus fortement liée que les molécules de départ).
Les réactions nucléaires font intervenir la cohésion entre nucléons à l'intérieur des noyaux. Les noyaux des atomes sont beaucoup plus stables que les atomes, les énergies de liaison sont beaucoup plus importantes. (dans une fission ou une fusion, les noyaux formés sont plus stables que les noyaux de départ).
Je n'ai pas de valeur numérique en tête mais on doit facilement trouver des exemples (wikipédia ou autre).

[invite4c5e9021]

merci. En fait les énergies de liaison sont plus importantes dans les noyaux que entre atomes.

[invite4c5e9021]

l'énergie de liaison H-H = 435 j/mol O-O=138 j/mol H-O:463j/mol
2H2+O2=2H2O

les réactifs 2*435+138=1008j/mol
les produits 2*2*463=1852j/mol

la molécule H20 est donc plus stable que les réactifs.
Er=E(réactifs)-E(produits)=1008-1852=-844j/mol
Er<0 donc exothermique

ca c'est les calculs

mais je n'arrive pas à comprendre physiquement pourquoi si l'énergie de liaison des réactif est plus faibles que celle des produits la réaction est exothermique.
si quelqu'un pourrait m'expliquer. merci

[A voir en vidéo sur Futura]

[marsan09]

C'est une question fondamentale, je prends un autre exemple.
Un objet est placé sur un support, il possède une énergie potentielle ( en fait c'est l'énergie du système terre objet).
Si l'objet tombe sur le sol, son énergie potentielle diminue, le système devient plus stable, la terre et l'objet son mieux liés (plus proches l'un de l'autre) et l'objet en tombant a libéré de l'énergie.
Il faut comprendre que si le système devient plus stable il y a libération d'énergie, c'est la même chose en chimie et en physique nucléaire te dans tous les domaines.

[invite4c5e9021]

dacor pour l'analogie avec l'énergie potentielle. Mais dans le cas d'une réaction chimique pour une réaction exothermqiue l'énergie de liaison des produits est supérieure à l'énergie des réactifs.C'est donc qu'il y a une énergie extérieure qui est venu s'y ajouter. Mais cen'est pas le cas au contraire c'est de l'énergie qui s'est dégager. c'est pour ca que je ne comprend pas bien le principe

[curieuxdenature]

Bonjour Mb4

ta difficulté vient de la notion de relativité de cette énergie.
Quand on dit que l'énergie de liaison est plus grande après une réaction exothermique, c'est cohérent puisque qu'on devra apporter à cet ensemble une énergie au moins égale à celle qui a été dégagée pour qu'il retrouve l'état original.

Un exemple grossier : 2 aimants collés ensemble ont une énergie de liaison plus grande que lorsqu'ils sont éloignés. Pour les décoller, il faut réinjecter une énergie mécanique au moins égale à celle qui a été libérée lors de leur jonction.

un autre : 2 atomes d'hydrogène liés en H₂ ont une énergie de liaison supérieure à H + H. Pour les séparer il faut apporter de l'énergie, la même que leur jonction avait libérée.

Pour l'énergie nucléaire c'est le même principe mais avec des énergies au minimum 1 million de fois plus élevée.
4 noyau d'H fusionnent pour donner 1 fois He plus quelques méga eV.
Pour faire le contraire il faut fournir cette même énergie, c'est bien moins facile de convertir de l'Hélium en Hydrogène, voilà pourquoi le monde est ce qu'il est.

[invite4c5e9021]

ok j'ai compri le principe. Mais il ya cas même une différence entre la réaction chimique et celle nucléaire. Car dans une réaction nucléaire il y a le phénomène de défaut de masse qui intervient.

[curieuxdenature]

Oui mais en théorie ce principe (du défaut de masse) intervient toujours. La difference est que pour des réactions chimiques qui développent entre 1 et 5 eV l'équivalence est négligeable. Aucune balance n'est assez précise pour le mettre en évidence.

A partir de quelques MeV, on est proche des 931.5 Mev de l'UMA, donc on en tient compte, forcément.

[invite4c5e9021]

ok j'ai compri. En fait dans une réaction qu'elle soit nucléaire ou chimique il y a variation de masse. Avec E=MC² la masse est donc équivalente à l'énergie. Mais dans une réaction chimique les énergies sont faibles (par rapport au nulcéaire) donc la variation de masse est très faible donc non mesurable c'est pour cela que le calcul d'énergie libérée se fait à partir des énergies de liaison. Dans le nucléaire les énergies sont importantes donc la variation de masse aussi, c'est pour cela que le calcul d'énergie libérée peut se faire par les énergies de liaison ou par la variation de masse. est ce vrai ou faux???

[curieuxdenature]

Salut mb4

c'est vrai par déduction, puisque l'énergie d'un photon gamma qui correspond à 2 fois l'énergie de masse d'un électron permet la création d'une paire électron-positron.
Ce photon ne pèse rien alors que la paire créée pèse 2 fois l'électron.

Dans une réaction chimique on a une émission de photons d'énergie un million de fois moindre, mais un photon ne se distingue d'un autre que par sa fréquence, donc ce qui est vrai pour un cas l'est forcément pour l'autre.
Pour que cela soit faux, il faudrait encore démontrer qu'un photon gamma soit différent d'un photon lumineux, comme ce n'est pas le cas, (à ma connaissance,) il y a respect de l'équivalence.

[invite4c5e9021]

ok merci j'ai compri le principe