perte de masse dans une reaction nucleaire

[happynewyear]

Bonjour,

J ai quelques problemes sur mes connaissances et j'aimerais que vous m'eclaircissez si possible:

-Pendant une reaction nucleaire,on constate une perte de masse entre les reactifs et les produits. Selon Einstein, tout masse correspond a une energie. Mais quand un noyau pere se fissionne,les noyaux fils formes sont plus stables(car leur energie de liaison par nucleon sont plus important selon la courbe d'aston) donc ils gagnent en energie de liaison, c est a dire qu ils ont du convertir une partie de leur masse en energie, donc il y a perte de l'energie. Donc finalement, pendant une reaction nucleaire, la perte de masse est utilisee pour donner de l'energie de liaisons aux nuyaux fils, alos dans ce cas, d'ou sort l'energie libere par la reaction nucleaire?

Merci!
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[Deedee81]

Salut,

L'énergie de liaison est négative.

C'est d'ailleurs pour cela que la liaison est stable : il faut fournir de l'énergie pour casser la liaison.

Par exemple, si l'énergie de liaison est L (négative), l'énergie fournie E (positive) et M l'énergie des composants séparés (positives), on aura :
M + L (lié) < M (non lié)
Et
M + L + E => M + énergie cinétique (E > |L| annule l'énergie de liaison).

Dans l'autre sens ça marche aussi et tu peux l'appliquer au cas de la fission.

[happynewyear]

Salut,

L'énergie de liaison est négative.

C'est d'ailleurs pour cela que la liaison est stable : il faut fournir de l'énergie pour casser la liaison.

Par exemple, si l'énergie de liaison est L (négative), l'énergie fournie E (positive) et M l'énergie des composants séparés (positives), on aura :
M + L (lié) < M (non lié)
Et
M + L + E => M + énergie cinétique (E > |L| annule l'énergie de liaison).

Dans l'autre sens ça marche aussi et tu peux l'appliquer au cas de la fission.

Bonjour,
J'arrive pas a tres bien comprendre(je suis en 1er S), est ce que vous pouvez detailler un peu? Ma question est "d ou vient l'energie libere par une reaction chimique?" et je vois mal le rapport qu il y a avec votre reponse.o(>_<)o

Merci!

[invitef17c7c8d]

La fission nucléaire est la transformation de corp avec un certain nombre atomique en un autre corp de nombre atomique différent.
Le mot important à retenir ici est "nombre". Le fait que ce soit un entier naturel.
Mais ces nombres sont particuliers, car ils sont quantiques! Ce sont les fameux Qnumbers de Dirac.
Donc derrière la fission nucléaire, il y a la mécanique quantique.
En utilisant ces nombres en lieu et place des nombres classiques et usuels, il n'y a plus conservation des particules!
C'est le début de la fission nucléaire.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Amanuensis]

Reprenons

Mais quand un noyau pere se fissionne,les noyaux fils formes sont plus stables(car leur energie de liaison par nucleon sont plus important selon la courbe d'aston)

Oui

donc ils gagnent en energie de liaison

Oui et non. Car la courbe d'Aston indique le déficit d'énergie par nucléon, par rapport au cas où tous les nucléons sont très éloignés les uns des autres (c'est à dire à peu près le cas où tous les nucléons sont sous forme de noyaux d'hydrogène, ce qui fait que l'hydrogène est la référence : énergie de liaison nulle).

La somme des énergies de liaison au sens de la courbe a augmenté, mais comme c'est un déficit d'énergie, l'énergie du système a diminué. On pourrait dire "ils gagnent en énergie de liaison, et perdent (donc) de l'énergie". Le choix de présenter l'énergie de liaison comme "positive" est un choix historique, une convention, un peu comme quand on parle de crédit et de débit en comptabilité : quand la dette de quelqu'un augmente, il perd de l'argent ! Une énergie de liaison est une "dette" en énergie...

, c est a dire qu ils ont du convertir une partie de leur masse en energie, donc il y a perte de l'energie.

C'est plutôt dans l'autre sens. Comme l'énergie de liaison totale a augmenté, le système a perdu de l'énergie, donc voit sa masse diminuer.

d'ou sort l'energie libere par la reaction nucleaire?

De l'énergie de liaison... La "dette" (envers l'extérieur) ayant diminué, de l'énergie a été évacuée à l'extérieur. De même que quelqu'un diminue sa dette en donnant de l'argent à son débiteur.

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On trouve de temps en temps la courbe d'Aston présentée correctement, avec la concavité vers le haut et une graduation avec des valeurs négatives, comme celle dans ce message de Gilgamesh : http://forums.futura-sciences.com/as...ml#post2378510

Cette manière de présenter la courbe est, àmha, bien meilleure que l'usuelle pour comprendre ce dont elle parle. Le reste de la discussion est pertinent au sujet de celle-ci.

[happynewyear]

Merci pour cette reponse detaillee!

[happynewyear]

De l'énergie de liaison... La "dette" (envers l'extérieur) ayant diminué, de l'énergie a été évacuée à l'extérieur. De même que quelqu'un diminue sa dette en donnant de l'argent à son débiteur.

ca veut dire qu une partie de l 'energie de liaison est partie du systeme pendant la reaction nucleaire,et on l'appelle energie libere, c est bien ca?

[Amanuensis]

ca veut dire qu une partie de l 'energie de liaison est partie du systeme pendant la reaction nucleaire,et on l'appelle energie libere, c est bien ca?

Non. Je ne sais pas comment le dire autrement, après la réponse de Deedee et la mienne ; alors je vais répéter. L'énergie de liaison est un déficit d'énergie. Le plus simple est de la voir comme une quantité négative.

Écrire "une partie de l'énergie de liaison est partie du système" sous-entend que l'énergie de liaison est vue comme "positive", comme quelque chose que le système a (et donc qu'il peut perdre). Or c'est un déficit, quelque chose que le système n'a pas. Du coup en perdant de l'énergie (tout court) le système a gagné de "l'énergie de liaison! (L'expression "l'énergie" n'a pas le même sens dans les deux membres de la phrase, dans le premier c'est ce que le système a, dans le second ce qui lui manque...)

En notant l'énergie de liaison comme négative, on peut dire que c'est ce que le système a, parce que avoir "-x" c'est pareil que ne pas avoir "x", et on peut alors faire des bilans corrects :

Si l'énergie de liaison totale était -W avant la réaction, et qu'elle est -P après (avec W et P positifs ou nuls), on a P>W (les noyaux sont plus stables après) et l'énergie du système a changé de (-P) - (-W) = W-P, donc a perdu de l'énergie (car W-P <0). W-P est l'énergie libérée. C'est bien la différence entre énergies de liaison, une fois les signes mis correctement.

C'est l'expression "l'énergie" dans "l'énergie de liaison" qui amène naturellement à voir cela comme "positif" ; ce vocabulaire a dérouté plein de monde, malheureusement.

[Amanuensis]

Avez-vous regardé la courbe d'Aston telle que présentée dans le message de Gilgamesh que j'ai mis en lien dans ma première réponse ? Cela devrait aider à comprendre le point.

[happynewyear]

Bonjour,
C'est pas facile la notion d'energie, mais je pense avoir capte l'essentielle. D'autre part,juste par curieusite, la courbe de Gilgamesh avec la graduation negative, c est un derive de la courbe avec les graduation positifs? ou l'inverse(dans la discussion de gilgamesh, il dit que celui avec des graduation. negatif est le vraie courbe d'aston mais j'aimerais quand meme verifie)? en tout cas celui avec les graduation. negatifs, je pense que c est plus facile a comprendre! o(∩_∩)o
Enfin, merci pour vos reponses!

[Amanuensis]

Bonjour,
C'est pas facile la notion d'energie, mais je pense avoir capte l'essentielle. D'autre part,juste par curieusite, la courbe de Gilgamesh avec la graduation negative, c est un derive de la courbe avec les graduation positifs? ou l'inverse

C'est juste l'inverse. C'est la même courbe que celle présentée d'habitude, mais renversée (changement de signe) ce qui met les atomes stables en bas et les "instables" en haut.

(Et à mon avis aussi, c'est la manière correcte de présenter la courbe d'Aston, même si c'est minoritaire...)

[Arkangelsk]

Bonjour,

En cherchant à expliquer à une élève de 1èreS le principe de l'énergie libérée par une réaction nucléaire avec la perte de masse dans une réaction de fission, j'ai ouvert un bouquin (Le nucléaire, Débat et réalités, de M.Barré), p.41, en explication de la courbe d'Aston, est écrit : "Dans la partie droite de la courbe, on voit la fission : la somme des masses de l'uranium 235 et du neutron qu'il va absorber est inférieure à la somme des masses des deux produits de fission ici représentés (krypton 94 et baryum 139) et de celles des 3 neutrons émis. Par conséquent, puisque le système a perdu un peu de masse (à peine 1/5 de la masse d'un proton...), il a relâché une grande quantité d'énergie, en l'occurrence 200MeV."

Mais, il y a bien perte de masse c'est à dire masse (tous les réactifs)> masse (tous les produits), et la différence le défaut de masse qui est l'énergie libérée, (modulo c²).

Est-ce bien ça ou me trompe-je ?

[Amanuensis]

C'est bien ça.