Expérience de pensée

[LBI]

Bonjour

Lorsqu'on plonge un bille de cuivre dans un champ électrique, des électrons se déplacent au sein du cuivre (Berkeley, électromagnétisme).
Une force d'attraction électrique apparaît lors de ce déplacement. On récupère ainsi un peu d'énergie mécanique.
Energie mécanique qu'il faudra dépenser pour sortir la bille de cuivre de l'influence du champ électrique.
Quelles sont les pertes?
Il y a un léger retard au mouvements des électrons. L'énergie mécanique récupérée lors de l'introduction de la bille est un peu plus faible que celle dépensée lors de l'extraction. Ceci se traduit par un léger échauffement de la bille.

Remplaçons maintenant la bille de cuivre par un verre d'eau salée. On l'introduit dans le champ. Une partie des ions vont se déplacer. Si on isole un volume d'eau au sein du verre tout en laissant un passage pour que les ions puissent se re mélanger dans l'autre volume. On réalise ainsi un dessalage partiel de l'eau salée. Pourquoi ce phénomène n'a-t-il jamais été étudié?

Remplaçons maintenant l'eau salée par de l'eau pure. Dans l'eau pure, une petite partie des molécules est sous forme d'ions. C'est un équilibre dynamique. Des molécules d'eau se transforme perpétuellement en ions. C'est une réaction endothermique qui refroidit le milieu. Alors que des ions se rencontrent pour reformer des molécules d'eau. Réaction exothermique qui réchauffe le milieu. Dans l'eau pure, comme ces deux réactions se passent simultanément, la température reste stable.
Plongeons maintenant le verre d'eau pure dans le champ électrique. Une partie des ions se rangent dans le sens du champ. La réaction de formation des molécules d'eau ralentit, faute de réactif. La réaction de formation d'ions prend le dessus pendant un certain temps. La température diminue.
Si on isole une partie du volume d'eau avant de sortir le verre de l'influence du champ, on obtient en final une part d'eau un peu plus chaude et uen part d'eau un peu plus froide.

Pourquoi dans l'histoire de la physique aucune expérience n'a été réalisée dans ce sens.

Luc


J'ai travaillé dans un centre de recherche d'une grande entreprise chimique. J'ai rencontré un chercheur qui travaillait sur un projet de récupération d'ions dans les eaux usées. Il utilisait à cette fin des électrodes en feutre de carbone (très grande surface par unité de volume). Son problème était la limite de tension applicable. Quelque volts. Sous peine d'obtenir l'électrolyse de l'eau.
Pourquoi diable n'a-t-il pas penser à isoler ses électrodes.
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[f6bes]

Bonjour





J'ai travaillé dans un centre de recherche d'une grande entreprise chimique. J'ai rencontré un chercheur qui travaillait sur un projet de récupération d'ions dans les eaux usées. Il utilisait à cette fin des électrodes en feutre de carbone (très grande surface par unité de volume). Son problème était la limite de tension applicable. Quelque volts. Sous peine d'obtenir l'électrolyse de l'eau.
Pourquoi diable n'a-t-il pas penser à isoler ses électrodes.

Bjr à toi,
Suis pas trés calé en "électrolyse", MAIS isoler des électrodes et vouloir les soumettre à une tension..va y avoir
comme un probléme, me semble t il !!

A+

[phys4]

Toutes les expériences décrites utilisent des électrodes isolées. Dans ce cas, le déplacement des ions se limite à la création de charges (très faibles) sur les bords de l'objet qui compensent le champ à l'intérieur. Ils n'auront pas d'effet chimique sensible à l'intérieur du fluide où le champ est annulé et le mélange reste homogène.

Je ne pense pas que tu tu puisses observer un effet sensible.

[Deedee81]

Salut,

Pourquoi dans l'histoire de la physique aucune expérience n'a été réalisée dans ce sens.

Comment le sais-tu

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Bonjour.
Phys4 a totalement raison.
Pour donner une idée des ordres de grandeur, quand on crée un champ électrique de 1 MV/m sur une surface de cuivre, le nombre d'électrons en excès ou en défaut est d'environ un pour 100 000 atomes à la surface du cuivre. Et il s'agit des atomes à la surface et non dans le volume, qui sont considérablement plus nombreux.

La description de la manip avec la bille de cuivre est incorrecte. L'énergie mécanique récupérée n'a rien à voir avec le mouvement des électrons dans le cuivre, mais avec la modification du champ électrique entre les plaques.
Quant au "retard" des électrons, il est infiniment petit par rapport au temps d'introduction de la bille dans le champ.
Au revoir.