Incandescence

[franklin.]

Bonjour,
d'accord, alors peut être comme cela : l'incandescence est-elle le résultat d' une conversion de la masse en énergie, dont la combustion, comme recomposition moléculaire, est la cause ? (dans le cas de notre bougie)
merci
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[Sethy]

Bonjour,
d'accord, alors peut être comme cela : l'incandescence est-elle le résultat d' une conversion de la masse en énergie, dont la combustion, comme recomposition moléculaire, est la cause ? (dans le cas de notre bougie)
merci

Non. Il n'y a aucune conversion de masse en énergie dans un processus chimique, jamais.

C'est peut-être plus facile avec une réaction plus simple comme :

AgCl + Na > NaCl + Ag.

Qui peut se décomposer en 2 demi-réactions :

Na > Na⁺ + 1e^-
Ag⁺ + 1e^- > Ag

On voit bien que dans une telle réaction (très exothermique d'ailleurs) le Sodium va céder son électron à l'Argent. Il n'y a donc pas de disparition de matière.

[coussin]

C'est le facteur c² qui tue.
Dans la vie de tous les jours, y a pas de processus ayant assez d'énergie pour convertir de la masse en énergie. Faut se tourner vers les accélérateurs de particules.

[franklin.]

Bonjour,

Infinitésimale la perte de masse. [N'empêche que, sur le plan des principes, Lavoisier est mis en défaut.]

C'est vraiment écrit dans votre post en tout petit, certainement à l'image de ce qu' est cette perte infinitésimale.

Alors sans polémiquer, j' avoue ne pas y comprendre grand chose, donc j'ai une question :

- l' incandescence est-elle bien le signe d' un dégagement d'énergie ?

- Et que veux vraiment dire E=mc2, est-ce une définition mathématique de ce qu 'est l'énergie ??

En gardant en tête ce post :

Il y a perte d'énergie de liaison dans la réaction chimique (donc perte de masse mais à un niveau largement non-mesurable).
Mais le nombre d'électrons reste strictement le même évidemment.

merci

[franklin.]

Re-bonjour,

il y a aussi cet article de wiki :

Cette formule de transformation, qui est celle de la fusion nucléaire et de la bombe atomique, a fortement marqué les esprits car elle met en évidence que, du fait de l'énormité du facteur c2, une perte de masse même petite à l'échelle humaine peut dégager une quantité considérable d'énergie (je mets en gras), par exemple, un gramme de matière que l'on annihilerait par collision avec de l'antimatière correspond à environ 1014 joules, soit approximativement l'énergie dégagée par les premières bombes nucléaires

même s'il s'agit ici, d' une réaction nucléaire

merci

[franklin.]

Rere-bonjour,

(l'article wiki : E=mc².)

[obi76]

Que la fission nucléaire dégage de l'énergie, ne veut pas dire que tout ce qui dégage de l'énergie est issu d'une fission nucléaire.

[Nicophil]

du fait de l'énormité du facteur c², une perte de masse même petite à l'échelle humaine peut dégager une quantité considérable d'énergie

Je dirais plutôt :
Du fait de l'énormité du facteur c², le dégagement d'une quantité même considérable d'énergie ne se traduit en termes d'inertie que par une perte relativement minime.

[jacknicklaus]

- l' incandescence est-elle bien le signe d' un dégagement d'énergie ?

Oui.

- Et que veux vraiment dire E=mc2, est-ce une définition mathématique de ce qu 'est l'énergie ??

non. Ca donne simplement un moyen de calculer l'énergie correspondant à une masse donnée, au repos. Ca n'est utile que dans un domaine d'application restreint () : relativité, énergie nucléaire, .. Aucune utilité pour évaluer l'énergie d'une casserole d'eau chaude.

Si tu veux une analogie, on peut établir une formule permettant de calculer en livres sterling l'équivalent d'un dollar canadien.
celà n'est cependant pas la définition du dollar canadien.

[franklin.]

Infinitésimale la perte de masse. [N'empêche que, sur le plan des principes, Lavoisier est mis en défaut.]

Je dirais plutôt :
Du fait de l'énormité du facteur c², le dégagement d'une quantité même considérable d'énergie ne se traduit en termes d'inertie que par une perte relativement minime.

C'est bien de cette énormité du facteur c², dont il s'agit et sur lequel, vous-même, insistez ;
Alors, n' ayant, pour ma part, aucune idée des ordres de grandeur, je vous demande, si cette perte peut, peut-être, au regard de ce facteur, ne pas être si insignifiante, bien qu' infinitésimale.

Que la fission nucléaire dégage de l'énergie, ne veut pas dire que tout ce qui dégage de l'énergie est issu d'une fission nucléaire.

je n' ai pas dit que l' incandescence d'une bougie était de la fission nucléaire, je prends juste exemple sur ce phénomène, parce que si je comprends bien dans la fission nucléaire, il y a bien une conversion de masse en énergie, (et si j' ai à nouveau bien compris, on parle dans ce cas d' énergie de masse).

Merci

[Nicophil]

n' ayant, pour ma part, aucune idée des ordres de grandeur,

Masse du proton : 938,272 MeV/c².
Masse de l'électron : 0,511 MeV/c².
L'énergie dégagée au niveau d'une molécule par une réaction chimique est de l'ordre de 0,000001 MeV.

[mach3]

Non. Il n'y a aucune conversion de masse en énergie dans un processus chimique, jamais.

ben si, à part un processus sans perte ni gain d'énergie, il y a systématiquement conversion de masse en énergie, c'est juste non mesurable. Un atome d'hydrogène pèse moins lourd qu'un proton et un électron pris séparément. Une molécule de dihydrogène pèse moins lourd que deux atomes d'hydrogène pris séparément. Une batterie chargée pèse plus lourd que la même batterie déchargée. Un ressort comprimé pèse plus lourd que le même ressort détendu. Les différences de masses sont archi-négligeable dans tous ces cas (par exemple pour 1 tonne de protons + electrons non liés, on perd environ 13mg lors de la transformation en atomes d'hydrogène, et encore environ 2 ou 3mg lors de la transformation en dihydrogène), mais la relativité n'a pas d'exception, tout système qui perd/gagne de l'énergie perd/gagne de la masse.

m@ch3

[Sethy]

mais la relativité n'a pas d'exception, tout système qui perd/gagne de l'énergie perd/gagne de la masse.

m@ch3

Par conversion de matière en énergie ?

[coussin]

mais la relativité n'a pas d'exception, tout système qui perd/gagne de l'énergie perd/gagne de la masse.

D'accord mais on peut toujours considérer un système "assez grand" qui ne perd ni ne gagne aucune énergie. Dans ce système, l'énergie est juste redistribuée.

[mach3]

Par conversion de matière en énergie ?

Question ambiguë. La matière se conserve au sens de la conservation du nombre de leptons et du nombre de baryons (les antiparticules étant comptées négativement), ainsi que du nombre de charge. Si un système échange de l'énergie sans échanger de matière (nombre de leptons, de baryons et de charges inchangés), sa masse change.

Développons un peu pour que ce soit clair (note : on prend c=1 pour simplifier). Un système est caractérisé par un quadrivecteur énergie-impulsion. Un référentiel étant choisi, la composante spatiale de ce quadrivecteur est l'impulsion p du système, et la composante temporelle est son énergie E. La norme du quadrivecteur (au sens de Minkowski) est la masse du système, , elle ne dépend pas du référentiel contrairement à l'impulsion et à l'énergie. Dans un référentiel où le système est immobile (pas d'impulsion), on a égalité entre masse et énergie.

Le quadrivecteur énergie-impulsion d'un système se décompose (somme vectorielle) en quadrivecteurs énergie-impulsion des particules qui le compose, ainsi qu'en les quadrivecteurs énergie-impulsion des champs qui lient les particules qui le compose. Si toutes les impulsions sont nulles et qu'il n'y a pas de champ, le résultat est trivial : la norme de la somme des quadrivecteurs est la somme des normes des quadrivecteurs, la masse est simplement additive.

Mais dans le cas général, la norme de la somme n'est pas la somme des normes (c'est analogue en géométrie euclidienne). Si les impulsions des particules et la variation d'énergie des champs durant les transformations sont faibles devant les masses, l'additivité reste valable en approximation, ce qui explique que les masses semblent additives dans la vie de tous les jours, et notamment dans les réactions chimiques. Mais elle ne le sont pas en toute rigueur. Les réactions nucléaires mettent par contre clairement cela en évidence et permettent donc de démontrer la relativité, car leurs défauts de masse sont mesurables, contrairement à ceux des réactions chimiques.

En fait pour garder l'additivité, il faudra prendre en compte la masse du rayonnement absorbé ou émis, parce que oui, un rayonnement non unidirectionnel possède une masse non nulle. Un photon unique possède un quadrivecteur de genre nul : une énergie et une impulsion égales et non nulles (on prend toujours c=1), mais une masse nulle (particularité de la géométrie de Minkowski, des quadrivecteurs non nuls peuvent avoir une norme nulle). Si on prend plusieurs photon allant dans des directions différentes, la somme vectorielle de leurs quadrivecteurs énergie-impulsion n'est pas de genre nul (les impulsions se compensent alors que les énergies s'additionnent, énergie et impulsion ne peuvent rester égales), cet ensemble de photons possède une masse, et si il a été émis par un système, il possède justement la masse que ce système vient de perdre en l'émettant.

m@ch3

[Archi3]

cet ensemble de photons possède une masse, et si il a été émis par un système, il possède justement la masse que ce système vient de perdre en l'émettant.

ça c'est vrai uniquement si l'impulsion totale des photons émis est nulle , comme donc celle du système restant, dans le référentiel barycentrique total (autrement dit les deux sous systèmes photons et système restant ont le meme ref bar), sinon, il y a un plus l'énergie cinétique relative de l'ensemble des photons et du système restant à rajouter : on retrouve la non additivité de la masse que tu décrivais plus haut (qui vient de ce que la masse est l'énergie dans le référentiel barycentrique, mais que le référentiel barycentrique n'est pas le même pour toutes les sous parties, i.e;-., les 4 vecteurs energie impulsions ne sont pas colinéaires entre eux).

[stefjm]

On peut parler de référentiel barycentrique incluant des photons pour lesquels la notion de référentiel ne fait pas sens?

[Archi3]

oui, pour des photons de vecteurs d'onde non colinéaires (ce qui exclut donc un photon unique ou des photons colinéaires). C'est le référentiel dans laquelle la somme vectorielle des impulsions est nulle. Pour un volume fini comprenant des photons du fond cosmologique, par exemple, c'est le référentiel dans lequel il apparait le plus isotrope (dipôle nul).

[franklin.]

ben si, à part un processus sans perte ni gain d'énergie, il y a systématiquement conversion de masse en énergie,

m@ch3

Bonjour,
j' avoue ne pas tout comprendre à vos interventions.

Néanmoins, mon raisonnement consiste depuis le début de la discussion à interpréter avec mes moyens l' équation E=mc².
D' après votre intervention mach 3, il semble donc admis ici que de la masse est convertie en énergie.
Si on remonte le fil de la discussion, cette énergie produite serait le résultat d' une réorganisation moléculaire, si je comprends bien.
Suivant vos interventions, il n' y a aucune perte de particules.
Alors comment se peut-il, qu' une masse soit convertie en énergie ?

Mon hypothèse, question est peut-être incongrue :
je repars de l' équation fondamentale E=mc², je suis vraiment faible en mathématiques, mais est-il possible, dans cette équation, de traduire la masse en fonction de variables :
- soit en utilisant l' équation P=mg
- ou peut-être, plutôt l' équation de la gravitation universelle telle que F=Gm1*m2/ d².

Ainsi on obtiendrait l 'expression de la masse, en fonction de différentes variables ( par exemple la distance entre particules ), et si ses variables changent au cours de la réaction, la masse s'en trouve changée...(sans perte de particules)

Est-ce complètement absurde ?

Merci

[obi76]

Suivant vos interventions, il n' y a aucune perte de particules.
Alors comment se peut-il, qu' une masse soit convertie en énergie ?

Parce que la masse des molécules est plus faible que celle des atomes pris à part.

[Nicophil]

- soit en utilisant l' équation P = mg
- ou peut-être, plutôt l' équation de la gravitation universelle telle que F = G m1.m2 / d².
<br>Est-ce complètement absurde ?

Tout à fait !!
Attention, le 'm' dans E = mc² est l'inertie alors que le 'm' dans F = G m1.m2 / d² est la charge de l'interaction gravifique, il faudrait distinguer par des lettres différentes.

La perte d'énergie est uniquement due à l'interaction électrique F = k e1.e2 / d², où 'e' est la charge de l'interaction électrique.

[franklin.]

ben si, à part un processus sans perte ni gain d'énergie, il y a systématiquement conversion de masse en énergie, c'est juste non mesurable.

m@ch3

La perte d'énergie est uniquement due à l'interaction électrique F = k e1.e2 / d², où 'e' est la charge de l'interaction électrique.

Bonjour,
l' équation, que vous donner nicophil, rend-elle compte de la conversion de masse en énergie ?
Merci

[mach3]

De façon brouillone, pour le cas simple de l'atome d'hydrogène (système lié proton-électron) on a dans le bilan l'énergie cinétique de l'électron (), l'énergie potentielle d'interaction électromagnétique proton-électron () et les énergies de masse du proton et de l'électron (on néglige l'énergie cinétique du proton, sa vitesse étant très faible compte-tenu de sa grande masse devant l'electron). Si l'électron est à une distance r infinie (et une vitesse nulle), les énergies potentielle et cinétique sont nulles et on a donc que les masses du proton et de l'électron qui interviennent. Si r diminue, l'énergie cinétique augmente, mais l'énergie potentielle diminue deux fois plus vite, au bilan le système perd de l'énergie, qu'il émet sous forme de photons. Arrivé au niveau fondamental (le r le plus petit possible compte-tenu de la quantification), le système lié proton-électron a ainsi perdu 13,6eV d'énergie. La masse résultante pour l'atome d'hydrogène dans l'état fondamental et plus faible que celle du proton et de l'électron séparés et au repos (la perte représente un 100 millionième de la masse de l'atome).

m@ch3

[Archi3]

On peut voir facilement les ordres de grandeurs
masse de l'hydrogène ~ masse du proton ~ 1 GeV
energie de liaison = 13,6 eV soit une fraction environ 10^-8 de l'énergie de masse initiale (un cent millionième), non mesurable.
De façon générale toutes les réactions chimiques et les photons visibles ont des énergies de l'ordre de quelques eV.

Energie typiques des réactions nucléaires : quelques MeV donc quelques 10^-3 de l'énergie de masse initiale -> beaucoup plus facilement mesurable.

[Nicophil]

l' équation, que vous donner nicophil, rend-elle compte de la conversion de masse en énergie ?

Cette équation rend compte de la perte (ou du gain) de l'objet en énergie.
C'est ensuite que l'équation m = E₀/c² la "traduit" en perte (ou gain) de masse.

[franklin.]

Bonsoir,

ce lien : https://www.youtube.com/watch?v=ZCFG3Jx3tIU

[franklin.]

Bonsoir,

avant d' aller éventuellement plus loin, je voudrais poser une première question :

l' électromagnétisme est-elle bien la branche de la physique, qui cherchent à décrire l' interaction entre électron et noyau, et plus particulièrement la relation d' interaction entre électrons et protons (puisque le neutron n' a pas de charges, ce qui est trivial), et peut -être aussi les interactions protons/protons; électrons/électrons ?

Merci

[coussin]

Non. L'électromagnétisme étudie la propagation des ondes électromagnétiques dans les milieux matériels.
L'interaction entre électrons et noyaux dans les atomes est du ressort de la mécanique quantique.

[invite1741f1e1]

Bonjour,

D'après ce que vous dîtes, il y a perte de masse, minime. Cela se pourrait t'il que cette perte de masse se fasse au niveau électronique et non nucléique ?

De ce que j'en ai compris; une émission de lumière dû à une perte d'énergie de l'électron, par un paquet d'onde, n'est pas en corrélation avec sa masse. Un électron ce n'est pas qu'une masse, il a aussi un potentiel d'énergie électromagnétique qui lui est associée. La masse d'un électron est "constante", dans une émission de lumière par saut de couche. Si je peux dire, la lumière émise, était déjà de l'énergie, mais en quelques sortes "piégée", ce qui permet à l'électron de garder une masse constante, mais un potentiel énergétique différent. Il y a perte d'énergie de la part d'un électron qui émet un photon, mais pas de masse. Le pourquoi on le place à des couches, bien que c'est plus des niveaux d'énergies qu'il a. Qu'il ne peut libérer que par quanta bien défini. Si j'ai bien traduis, ce que j'ai pu apprendre dessus, ça reste étrange comme particule. Et il reste logique que l'électron est plus stable après émission de lumière. Il a moins d'énergie, mais pas moins de masse.

[franklin.]

Il a moins d'énergie, mais pas moins de masse.

Bonsoir ,

et oui, si je peux me permettre, il a moins d' énergie dîtes-vous ? Or il y a justement un principe d' équivalence énergie/masse, donc on peut tout aussi bien considérer cette perte d' énergie comme une perte de masse, puisque E=mc2, finalement tout dépend de quelle côté de l' équation on se place.

Cela vous parait-il logique ?

Merci