Bateria devine mai ușoară când se descarcă? Diax; greblă
Ori de câte ori nu împing simulări, ci intru de fapt în câmp pentru măsurători, tragerea de cutii și cabluri este întotdeauna punctul culminant real. Dar, în special, bateriile auto sunt întotdeauna extrem de grele pentru un volum atât de mic. Nu ar trebui să mă bucur măcar că bateriile sunt mai ușoare după aceea pentru că au dat curent?
Prima idee ar fi că electronii se pierd. Dar, chiar dacă ar fi cazul, nu ar conta: masa unui electron este doar o fracțiune din masa protonului - neglijabil de mică.
Dar o baterie nu este un rezervor din care se scurg electronii. Acesta este exact motivul pentru care există doi electrozi: Când conectez ceva, completez doar un cerc care permite electronilor să curgă dintr-o parte în cealaltă.
Doar modul simplu de funcționare: Datorită diferitelor potențiale, electronii migrează aici, dacă suntem amabili să le oferim o linie. Zincul din soluția din stânga degajă doi electroni, iar ionul de cupru din dreapta îi acceptă cu mulțumiri. Această reacție redox distribuită spațial în elementul Daniell oferă în mod natural posibilitatea de a folosi pofta de electroni pentru a conduce ceva. Dar nu există pierderi de electroni, deoarece aceștia ajung în cele din urmă pe cealaltă parte. Deci, fără pierderi de masă.
Stop! Urlați, bateria dă energie și, conform E = m², energia și masa sunt echivalente, astfel încât bateria nu pierde atât de multă masă?
Un gând bun, deoarece fisiunea nucleară utilizează în special defectul de masă, adică diferența de energii de legare, care are efectul unei diferențe de masă a nucleelor. Dar acum energia de legare este mult mai mare decât în legătura electronică. Cu toate acestea, ar trebui să existe o ușoară diferență de masă și, prin urmare, bateria ar trebui să fie mai ușoară.
Cu toate acestea, cât de mult ar fi asta? Dacă citesc corect tabelele de aici, diferența dintre energiile de legare este de aproximativ 0,7 eV - să zicem 1 eV, pentru că atunci defectul de masă ar fi totuși doar aproximativ 500.000 de masă de electroni - și asta este deja neglijabil în comparație cu nucleii atomici . Deci, cu siguranță nu aș putea face diferența.
Deci, răspunsul la întrebarea din titlu este unul clar: în principiu, da.
Încă putem încerca să estimăm cât de mult pierde bateria, pur și simplu din energia furnizată. Să luăm o baterie de mașină destul de mare, cu o capacitate de 100 de amperi ore și, din motive de simplitate, să presupunem că poate alimenta tot timpul o tensiune de 12 V. Atunci energia ar fi de 1200 wați oră sau 4,32 megajuli. (Putem ignora eficiența, deoarece nu contează dacă lucrează sau se pierde ca căldură pentru pierdere)
Atunci noi avem
m = E/c²
m = 4320000 kg m²/s²/(299 792 458 m/s) ²
= 4,80664824 × 10 -11 kg
Deci aproximativ 50 de nanograme. Asta nu face nici o presiune pe spate.
(Mulțumesc lui Marco pentru întrebare și lui Lars pentru ajutor. Orice defecțiuni chimice care rămân în continuare sunt în întregime ale mele.)