Couper un objet en 2 augmente la masse totale?

[guigui51250]

Pas besoin de partir dans vos explications personnelles, c'est hors sujet et hors physique...

Merci pour vos réponses

[Dominique Lefebvre]

Pas besoin de partir dans vos explications personnelles, c'est hors sujet et hors physique...

Merci pour vos réponses

Bonjour,

Tu as tout à fait raison, c'est sans intérêt.



Revenons donc à notre défaut de masse. Je vais essayer d'illustrer le problème en prenant un exemple et en faisant quelques petits calculs.



Considérons le cas d'un atome de carbone. Son isotope standard C(6,12) comporte 6 protons, 6 neutrons et 6 électrons.

La masse d'un proton est de 1,007276 uma (unité de masse atomique)

La masse d'un neutron est de 1,00866 uma

La masse d'un électron est de 5,488*10^-4 uma



Sa masse totale théorique calculée est donc de 12,0989 uma. J’emploie l’unité de masse atomique plutôt que les kg car c’est plus facile à manipuler… Et puis c’est l’habitude ! Je rappelle (c’est dans ton cours sans doute) qu’une uma vaut 1,66*10^-27 kg.



Or, lorsqu’on mesure la masse d’un atome de carbone (avec un spectromètre de masse, par exemple), on trouve une masse de 12,000 uma.



On observe donc une différence entre la somme des masses des composants de l’atome et sa masse réelle : c’est le défaut de masse.



Le principe d’équivalence d’Einstein nous dit que pour un objet au repos (je ne veux pas faire de calcul relativiste..), l’énergie totale de cet objet est équivalente au produit de sa masse par c². On peut donc en principe convertir sa masse en énergie et réciproquement. Voyons ce qu’on peut faire de ce principe.



On va se pencher sur le noyau, car tu t’es aperçu que la contribution de la masse des électrons est assez négligeable (3,292*10^-3 uma pour les 6 électrons !).



Calculons d’abord l’équivalence en énergie d’une uma (1,66*10^-27 kg). J’applique la formule d’équivalence (toujours pour l’atome au repos) et j’obtiens qu’une uma correspond à 1,49*10^-10 J.

Les physiciens des particules utilisent une unité plus appropriée, l’eV et ses multiples, sachant qu’un 1eV = 1,602*10^-19 J (c’est aussi dans ton cours j’imagine).

Donc, une masse d’une uma correspond, selon le principe d’équivalence, à une énergie de 931 MeV.



Voilà les outils, revenons à notre noyau de C12. Le noyau est un système lié de protons et de neutrons. Pour en dissocier les constituants, il faut fournir de l’énergie, par exemple sous forme de collision entre le noyau et une particule quelconque. Cette énergie à fournir doit être au moins égale à l’énergie de liaison nucléaire.

Et on peut la calculer à partir du défaut de masse, car ce défaut de masse correspond précisément à cette énergie de liaison nucléaire.



Un simple calcul (tu vas me dire lequel) donne donc une énergie de liaison égale à 92,1 MeV.

On ramène généralement cette information à l’énergie de liaison par nucléon, soit environ 7,68 MeV par nucléon pour le C12.



Voilà en gros comment on approche le défaut de masse et son équivalent l’énergie de liaison. Car l’important à retenir, c’est que défaut de masse et énergie de liaison nucléaire sont deux caractéristiques équivalentes.

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[guigui51250]

Un simple calcul (tu vas me dire lequel) donne donc une énergie de liaison égale à 92,1 MeV.

Le défaut de masse en unité de masse atomique multiplié par 931.5 (plus précis que le 931 que tu as donné ^^) ou le défaut de masse en kg multiplié par c²

[guigui51250]

Merci pour ton explication qui, je pense, est assez complète :we:
Si d'autres questions me viennent à l'esprit, j'en reparle :we:

[Black Jack]

Pas besoin de partir dans vos explications personnelles, c'est hors sujet et hors physique...

Merci pour vos réponses

Je ne vois pas pourquoi ce serait hors physique de se poser la question de savoir si il n'existe pas un phénomène analogue au défaut de masse qu'on peut avoir en séparant les composants du noyau d'un atome lorsqu'on sépare les composantes d'une molécule ou bien lorsqu'on sépare des molécules les unes des autres.

Se poser la question n'a rien de "hors physique", même si cette question est loin des sentiers battus.
Et même si les réponses sont négatives.

:zen:

[Le Chaton]

Bonjour,

Tu as tout à fait raison, c'est sans intérêt.



Revenons donc à notre défaut de masse. Je vais essayer d'illustrer le problème en prenant un exemple et en faisant quelques petits calculs.



Considérons le cas d'un atome de carbone. Son isotope standard C(6,12) comporte 6 protons, 6 neutrons et 6 électrons.

La masse d'un proton est de 1,007276 uma (unité de masse atomique)

La masse d'un neutron est de 1,00866 uma

La masse d'un électron est de 5,488*10^-4 uma



Sa masse totale théorique calculée est donc de 12,0989 uma. J’emploie l’unité de masse atomique plutôt que les kg car c’est plus facile à manipuler… Et puis c’est l’habitude ! Je rappelle (c’est dans ton cours sans doute) qu’une uma vaut 1,66*10^-27 kg.



Or, lorsqu’on mesure la masse d’un atome de carbone (avec un spectromètre de masse, par exemple), on trouve une masse de 12,000 uma.



On observe donc une différence entre la somme des masses des composants de l’atome et sa masse réelle : c’est le défaut de masse.



Le principe d’équivalence d’Einstein nous dit que pour un objet au repos (je ne veux pas faire de calcul relativiste..), l’énergie totale de cet objet est équivalente au produit de sa masse par c². On peut donc en principe convertir sa masse en énergie et réciproquement. Voyons ce qu’on peut faire de ce principe.



On va se pencher sur le noyau, car tu t’es aperçu que la contribution de la masse des électrons est assez négligeable (3,292*10^-3 uma pour les 6 électrons !).



Calculons d’abord l’équivalence en énergie d’une uma (1,66*10^-27 kg). J’applique la formule d’équivalence (toujours pour l’atome au repos) et j’obtiens qu’une uma correspond à 1,49*10^-10 J.

Les physiciens des particules utilisent une unité plus appropriée, l’eV et ses multiples, sachant qu’un 1eV = 1,602*10^-19 J (c’est aussi dans ton cours j’imagine).

Donc, une masse d’une uma correspond, selon le principe d’équivalence, à une énergie de 931 MeV.



Voilà les outils, revenons à notre noyau de C12. Le noyau est un système lié de protons et de neutrons. Pour en dissocier les constituants, il faut fournir de l’énergie, par exemple sous forme de collision entre le noyau et une particule quelconque. Cette énergie à fournir doit être au moins égale à l’énergie de liaison nucléaire.

Et on peut la calculer à partir du défaut de masse, car ce défaut de masse correspond précisément à cette énergie de liaison nucléaire.



Un simple calcul (tu vas me dire lequel) donne donc une énergie de liaison égale à 92,1 MeV.

On ramène généralement cette information à l’énergie de liaison par nucléon, soit environ 7,68 MeV par nucléon pour le C12.



Voilà en gros comment on approche le défaut de masse et son équivalent l’énergie de liaison. Car l’important à retenir, c’est que défaut de masse et énergie de liaison nucléaire sont deux caractéristiques équivalentes.

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Euh on nous l'explique ça en terminale non ? J'ai vraiment pas saisi la question de guigui ... je pensais qu'il voulait qu'on lui donne des explications qu'on ne donnait pas en terminale ... Je vais définitivement arrêter de lire le forum trop tard le soir. :marteau:
( Ou bien je vais me contenter des maths :mur: )
En tout cas merci Dominique pour l'explication