Questions to the experts

Bonjour,

On dit (en accord avec les BO de physique-chimie au collège-lycée) qu'il y a:

1) conservation de la masse d'une substance lors d'un changement d'état.
Exemple: faisons fondre un glaçon dans un récipient fermé (pas d'échange de matière), sur une balance magique (précision infinie, etc...)

2) conservation de la masse lors d'une réaction chimique.
Exemple : je craque une chaufferette posée sur la balance magique, elle cède de l'énergie à l'environnement extérieur.

Ma question : Au cours de telles transformations, on considère que la masse se conserve, mais y'a-t-il RÉELLEMENT conservation de la masse ?

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Je me perds dans ma réflexion !
D'une part, je pense savoir que lors d'une réaction chimique, des liaisons chimiques sont "cassées" pour en "former" de nouvelles. L'énergie de liaison, me semble-t-il (d'après A.Einstein), est "équivalente" à une masse.
Exemples : la masse des constituants (séparés) de notre corps ne représente que quelques % de notre masse totale.
la masse d'une molécule de dihydrogène est plus faible que la somme des masses de deux atomes d'hydrogène.

la dite "loi de conservation de la masse lors d'une réaction chimique, ou du changement d'état, d'un système fermé" n'est-elle qu'une approximation (justifiée à notre échelle) du principe de conservation de l'énergie ?

D'autre part, j'ai en tête que lorsque l'on chauffe un glaçon, celui ci reçoit de l'énergie (cédée par l'environnement) permettant aux molécules d'eau de "s'agiter" jusqu'à se libérer suffisamment de l'interaction (coulombienne ?) pour qu'on observe l'état liquide. Autrement dit, l'énergie reçut se convertit en énergie cinétique (il me semble qu'en relativité restreinte, la conservation de l'énergie signifie conservation du mouvement : rotation et translation) des constituants. Une fois de plus, pour des raisons de conservation d'énergie et d'équivalence masse-énergie, le glaçon (n moles d'eau) ne devrait-il pas avoir une masse plus faible que les mêmes n moles d'eau à l'état liquide qui en découle (héhé...). Pour les mêmes raisons, de l'eau chaude ne devrait-elle pas avoir une masse plus élevée que de l'eau froide ?

En résumé, en partant de la loi de la conservation de l'énergie, considérant que l'énergie mise en jeu dans une interaction, qu'elle soit nucléaire, électromagnétique ou gravitationnelle, s'apparente à une quantité équivalente à une masse, puis-je affirmer (même si des questions de mesurabilité de posent) qu'un échange d'énergie entraîne une variation de la masse ? Les lois 1) et 2) de la conservation de la masse ne seraient-elles donc vraies que pour la masse d'un système isolé (et non pas fermé) ?

Merci