[Batterie] Dis Papa ça pèse combien l’électricité ?

Marc

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11/3/18
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Mon fils vient de voir les résultats des 24h du Mans...

Toyota fête sa première victoire avec un véhicule hybride.

Et là, question de mon fils 10 ans :
« Si je pèse la batterie vide avant et après recharge. Combien pèse l’électricité ? »

J’ai trouvé la question sympa en cette période de bac.

Des candidats pour répondre ?


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M

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Je propose un calcul: la masse totale de tous les électrons circulants dans une batterie, équivalente à une charge ou décharge complète. :)
 

Pulsar_76

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Dans un accumulateur, du point de vue électronique les électrons qui sortent par un pole sont remplacés par l'entrée d'autres électrons en quantité égale par l'autre pole. Par contre du point de vue chimique : la chaleur et les diverses évaporation peuvent changer la masse (certainement à dose homéopathique), est ce mesurable??? :nailbiting::rolleyes:
 

Pulsar_76

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Mont Saint Aignan
Je propose un calcul: la masse totale de tous les électrons circulants dans une batterie, équivalente à une charge ou décharge complète. :)
ça va en faire des électrons, mais à 9,109 × 10−31 kg le morceau, ça fait pas lourd!! :watching: Mais combien d'électrons pour faire 1 KW
 

FoLuxo

Silence, on roule !
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Je pense que c’est négligeable par rapport à la quantité d’eau perdue par le pilote qui, elle, ne doit pas être négligeable :mrgreen:
 
M

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Néanmoins, si la batterie ne change pas de poids je serais curieux de connaître la masse d'électrons déplacées dans une décharge complète à partir d'un charge complète.
Personne pour s'atteler au problème ?

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frg62

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Dans un accumulateur, du point de vue électronique les électrons qui sortent par un pole sont remplacés par l'entrée d'autres électrons en quantité égale par l'autre pole.
Exact !
Ce qui sort égale ce qui rentre, sinon, la réaction chimique ne peut se faire, et donc il n'y a alors pas de courant, point-barre.
Par contre du point de vue chimique : la chaleur et les diverses évaporation peuvent changer la masse (certainement à dose homéopathique), est ce mesurable??? :nailbiting::rolleyes:
Il n'y a aucune perte de masse, parce que les batteries sont le plus souvent étanches.

Seules exceptions : les batteries 12 V au plomb, où l'eau peut à la longue s'évaporer, où être transformée en hydrogène plus oxygène (aux cathodes et anodes, quand la recharge est complète...)
 

frg62

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Je propose un calcul: la masse totale de tous les électrons circulants dans une batterie, équivalente à une charge ou décharge complète. :)
1 ampère = 1 coulomb par seconde
1 coulomb = 6,241 509 629 152 65 × (10 exposant 18) électrons
1 électron = 9,109 × (10 exposant -31) kg

On secoue cela très fort, et cela donne à peu près :
57 x (10 exposant -13) kg par ampère

Ou encore 0,0057 µg (microgramme) d'électrons qui passent par seconde dans un câble, pour un courant de 1 ampère.

Dit autrement, il faudrait un courant d'environ 175.000.000 ampères (175 millions !!!) pour que 1 gramme d'électrons passe chaque seconde dans un câble.
o_Oo_Oo_O

Je vous laisse faire le reste des calculs pour un charge complète... :mrgreen:

Et en final, je rappelle que l'on on parle ici de courant continu.
Parce qu'avec les courants alternatifs, les électrons font comme la bergère qui allait au marché :
"Trois pas en avant, trois pas en arrière."

Donc en fait, ils vibrent, mais ne bougent pas... ;)

(PS. J'espère ne pas m'être planté dans les calculs...)
 

xrenaux

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Bonjour,
Les 41 kWh contenus dans la batterie d’une RENAULT ZOE représentent 147,6 MJ (méga joules)
E=MC² voir post #2
E = énergie exprimée en joules
M = masse exprimée en kilogrammes
C = Vitesse de la lumière exprimée en mètres par secondes, C² ≈ 9×1016 m2 s−2
On peut donc calculer la perte de masse pour 147,6 MJ
Cela fait 1,64 milliardième de Kilogramme
Ce n’est pas mesurable, mais cette perte de masse existe bel et bien !
Bonne journée
 

frg62

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Bonjour,
Les 41 kWh contenus dans la batterie d’une RENAULT ZOE représentent 147,6 MJ (méga joules)
E=MC² voir post #2
E = énergie exprimée en joules
M = masse exprimée en kilogrammes
C = Vitesse de la lumière exprimée en mètres par secondes, C² ≈ 9×1016 m2 s−2
On peut donc calculer la perte de masse pour 147,6 MJ
Cela fait 1,64 milliardième de Kilogramme
Ce n’est pas mesurable, mais cette perte de masse existe bel et bien !
Bonne journée
Si on commence à couper les cheveux en quatre, il faut alors tenir compte de la perte de masse par frottement de la batterie avec les éléments sur lesquels elle s'appuie, de sa prise de masse par oxydation de son enveloppe extérieure, etc.
Lesquelles variations seront sans doute nettement supérieures à celles que tu as calculées, tout en restant dans le (quasi) non mesurable ! :mrgreen:
 
M

Membre supprimé 1292

Bon. Désolé.
Il va falloir être plus clair, pour moi comme pour un enfant de 10 ans.
La question étant mal formulée puisque la batterie ne change pas de masse, mais s'y déplace une masse d'électrons à déterminer en fonction de la capacité de celle-ci, la différence de pesée ne peut rendre compte de cette électricité qui pèse en électrons à l'intérieur et se déplace.
Quelqu'un veut faire une tentative d'être plus clair pour cet enfant? :)
 

frg62

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Pour l'enfant :
  • En physique newtonienne (mécanique des solides, celle du commun des mortels), le poids ne varie pas de façon mesurable, point barre !
  • En mécanique quantique, c'est beaucoup plus compliqué, il y a d'infimes variations...
Et de toute façon, au niveau du courant, pour tout ce qui sort d'un côté de la batterie, il rentre exactement la même quantité de l'autre.
Pense à une circulation d'eau dans un radiateur, au sein d'un chauffage central, sans possibilité d'évaporation ou de fuite.
 

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