Qu’est-ce que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite – Définition

Le concept de conservation de l’ énergie est largement utilisé dans de nombreux domaines. Dans cet article, les champs suivants sont abordés:

• Conservation de l’énergie mécanique
• Conservation de l’énergie en mécanique des fluides
• Conservation de l’énergie en thermodynamique
• Conservation de l’énergie dans les circuits électriques
• Conservation de l’énergie dans les réactions chimiques
• Conservation de l’énergie dans la théorie de la relativité restreinte
• Conservation de l’énergie dans les réactions nucléaires

Loi de conservation de l’énergie de masse – Équivalence masse-énergie

Au début du XXe siècle, la notion de masse subit une révision radicale. La masse a perdu son absolu . L’un des résultats frappants de la théorie de la relativité d’Einstein est que la masse et l’énergie sont équivalentes et convertibles l’  une en l’autre. L’équivalence de la masse et de l’énergie est décrite par la célèbre formule d’Einstein E = mc ² . En mots, l’ énergie est égale à la masse multipliée par la vitesse de la lumière au carré. Parce que la vitesse de la lumière est un très grand nombre, la formule implique que toute petite quantité de matière contient une très grande quantité d’énergie. La masse d’un objet était considérée comme équivalente à l’énergie, interconvertible avec l’énergie et augmentant considérablement à des vitesses extrêmement élevées proches de celles de la lumière. L’ énergie totale d’un objet était comprise comme comprenant sa masse au repos ainsi que son augmentation de masse causée par l’ augmentation de l’énergie cinétique .

Dans la théorie spéciale de la relativité, certains types de matière peuvent être créés ou détruits , mais dans tous ces processus, la masse et l’énergie associées à une telle matière restent inchangées en quantité . Il a été constaté que la masse au repos d’un noyau atomique est sensiblement plus petite que la somme des masses au repos de ses protons, neutrons et électrons constitutifs . La masse n’était plus considérée comme immuable dans le système fermé. La différence est une mesure de l’ énergie de liaison nucléaire qui maintient le noyau ensemble. Selon la relation d’Einstein ( E = mc ² ), cette énergie de liaison est proportionnelle à cette différence de masse et elle est connue sous le nom de défaut de masse .

Lors de la scission nucléaire ou de la fusion nucléaire , une partie de la masse du noyau est convertie en énormes quantités d’énergie et ainsi cette masse est retirée de la masse totale des particules d’origine, et la masse manque dans le noyau résultant. Les énergies de liaison nucléaire sont énormes, elles sont de l’ordre d’un million de fois supérieures aux énergies de liaison électronique des atomes.

Généralement, dans les réactions chimiques et nucléaires , une certaine conversion entre la masse au repos et l’énergie se produit, de sorte que les produits ont généralement une masse plus petite ou plus grande que les réactifs. Par conséquent, le nouveau principe de conservation est  la conservation de l’énergie de masse .

Voir aussi: Libération d’énergie de la fission