Une autre énergie libre

Bonjour

Lorsqu'on approche deux électrodes chargées d'un verre d'eau salée, des ions se rangent dans le verre.
Si on enlève l'eau avant d'écarter les électrodes, ces ions réagissent entre eux pour former le sel. Et il y a dégagement de chaleur. De quoi passer à côté du second principe de la thermodynamique.

En 1824, Carnot a publié un petit livre. Il est disponible sur le net. A la page 89, il n'étend pas son raisonnement sur les gaz aux liquides et aux solides. Il explique pourquoi. En 1850, Clausius n'a pas fait attention à çà. Et a étendu le raisonnement sur les gaz à toute la physique. C'est juste une petite erreur...........

Lucky2.

Bonjour Lucky2,

Il me semble que vous vous etes pas présenté...
Je sais que se présenter est difficile mais je vous conseil de le faire.

Pardonnez-moi si je vous impose ça.

Au plaisir.

A Bientot

Bonjour lucky 2

est-ce que tu pourrais développer le sens et les implications de cette expérience ?
Quel serait le but ? Comment comptes-tu tirer de l'énergie de ce dont tu parles ?
Est-ce que c'est de la micro-énergie ?
Est-ce que cela ne va pas être inférieur à l'énergie diffusée par les électrodes ?

Tu as toujours quelque chose à dire adzo, c'est incroyable.....


Amitiés,
09991

Bonjour Adzo.

Deux électrodes sont chargées + & -. C'est une dépense d'énergie. Mais elles sont toujours chargées à la fin de l'expérience. Donc, cette dépense ne doit pô être comptabilisée.

Soit un verre d'eau pure. 1 litre. Et 200 gr de sel de cuisine. NaCl. A température ambiante. 20°C.
Le sel est versé dans l'eau. Il se transforme en ions Na+ et Cl-. Hydratés. Et la température passe à +/- 16°C.
Les électrodes sont approchées du verre. A gauche et à droite. Des ions Na+ et Cl- se déplacent contre les parois gauche et droite du verre. Des forces électrostatiques naissent lors du déplacement des électrodes. On récupère un travail mécanique.
Lorsque les électrodes sont contre le verre (à l'extérieur donc), l'eau est évacuée. Des ions restent collés aux parois (*).
On écarte les électrodes. On dépense de l'énergie mécanique pour cela. Contre les forces électrostatiques.
Les ions se libèrent des parois, Réagissent entre eux. Et dégagent de la chaleur. Celle qui a été prise au milieu lors de leur dissolution.

Je raisonne d'abord sur une expérience réversible. Réalisée très lentement. Sans aucune perte.
L'énergie mécanique dépensée égale celle qu'on a récupérée. Et le principe de la conservation de l'énergie me permet de dire que la chaleur produite égale celle utilisée pour la dissolution du sel, qui refroidit l'eau et le sel. En d'autre terme, si on verse le sel chaud produit dans l'eau à 16°C, sa température va rester à 16°C. (Rien ne se perd, rien de se crée, tout se transforme).
Nous avons cependant une source chaude (le sel formé). Et une source froide (l'eau à 16°C). En faisant tourner un cycle thermique, il va prendre de la chaleur au sel formé, chaud, transformer une partie de celle-ci en énergie mécanique. Et rendre le reste à l'eau froide. Le sel s'est refroidit; l'eau s'est réchauffée. Mais si on verse le sel dans l'eau après échanges pour le cycle thermique, la température après dissolution du sel sera inférieure à 16°C. Et une seule source de chaleur, l'ambiance sera nécessaire pour ramener la température à 16°C.

Une expérience réelle n'est jamais réversible. Les ions "frottent" en se déplaçant et cela produit de la chaleur. De plus, ils se déplacent avec retard (hystérésis). Et l'énergie mécanique à fournir est plus grande que celle récupérée.
Mais si l'énergie mécanique produite par le cycle thermique est plus grande que ces pertes, la température après dissolution du sel est toujours inférieure à 16°C.

Vers 1995, j'ai rencontré un chercheur qui travaillait sur le projet suivant: il utilisait des électrodes en feutre de carbone (très grande surface par unité de volume) pour récupérer les ions dans les eaux usées. Son problème était les faibles tensions qu'il devait utiliser, sous peine de faire l'électrolyse de l'eau. J'ai pensé longtemps après qu'il aurait pu utiliser des électrodes isolées. Et de plus grandes tensions. Compatibles avec la tension de claquage de l'isolant utilisé.

J'ai proposé cela à des scientifiques. Auteurs de livre ou professeurs de thermodynamique. La réponse obtenue: c'est impossible, cela ne respecte pas le second principe. J'aimerais bien savoir où mon raisonnement n'est pas juste.
Quand Carnot a écrit son livre (1824). Et quand Clausius a instauré le second principe (1850-1865), personne ne connaissait l'existence des ions. Révélés par Arrhénius en 1883. Je pense que Clausius a étendu le raisonnement sur les gaz de Carnot à toute la physique. Et personne n'ose penser autrement. Donc, ne fait l'expérience proposée.

C'est aussi me semble-t-il un moyen de dessaler l'eau de mer que personne n'a essayé.

Lucky2



(*) Sont-ils encore hydratés? Je n'ai pas la réponse. Personne n'a jamais fait ce genre d'essais.

L'idée serait donc d'utiliser la chaleur concentrée d'un coté et le froid de l'autre comme énergie mécanique avec le différentiel de pression générée pour actionner un piston par exemple et éventuellement convertir en électricité ?

Sur le principe je ne vois pas bien comment ça pourrait produire de l'énergie si il n'y a pas de source de chaleur mais seulement concentration de chaleur préexistante à la manière d'une pompe à chaleur, mais j'ai quand même l'envie de comprendre davantage ton idée parce qu'il y a plusieurs points importants qui m'échappent.

Les électrodes sont approchées du verre. A gauche et à droite. Des ions Na+ et Cl- se déplacent contre les parois gauche et droite du verre. Des forces électrostatiques naissent lors du déplacement des électrodes. On récupère un travail mécanique.

On récupère ou on engendre un travail mécanique qu'est la migration des ions, grâce à l'attraction qu'exerceraient les charges des électrodes ? Où alors tu veux dire qu'on n'investi pas d'énergie à approcher les électrodes, qu'au départ elles sont éloignées et qu'on les laisse s'approcher elles-même par attraction avec les ions qui se seraient auparavant quand même regroupés ?

Ce qu'il adviendrait des charges des électrodes, l'interaction électrostatique, là je nage dans le brouillard le plus obscur. Comment cela se passe-t-il ? Est-il possible d'attirer des ions sans contact ? Les ions Na+ ne vont-ils pas être bien plus attirés par leurs voisins Cl- et respectivement, s'obligeant ainsi à rester mélangés ensembles de manière parfaitement homogène ? J'ai l'intuition qu'on ne pourrait peut-être faire quelque chose qu'avec un déséquilibre ionique dans la solution.

Sinon quand tu parles du second principe de la thermodynamique, c'est l'entropie ? Qu'est-ce que tu veux dire par là ? Que les ions seraient un moyen de pomper et ramener électrostatiquement de l'extérieur de l'énergie dans un système ?

Bonjour Adzo

Oui. Quand on a une source chaude et une source froide, on peut faire de l'énergie mécanique, donc de l'électricité. C'est ce que le hommes font depuis +/- 1700. Age des premières machines à vapeur. Mais jusque maintenant, ils ont fait la course aux sources chaudes. Le charbon d'abord. Le pétrole et le gaz ensuite. Et enfin la fission nucléaire.
Aucun d'eux ne s'est posé la question de savoir si on pouvait faire, de rien, la source chaude et la source froide. C'est ainsi.

Historiquement, Carnot a "inventé" la thermodynamique en 1824. Il a montré que le mouvement perpétuel de première espèce ne pouvait pô exister (on crée de l'énergie...). Mais il n'a pô dit que le mouvement perpétuel de seconde espèce ne pouvait pô exister. C'est à dire fabriquer une source chaude et une source froide "pour rien".

Cela me semble possible. Avec ce rangement des ions dans le champ électrique. Mais le monde "tourne" bien comme il tourne aujourd'hui. Une toute petite partie de l'humanité dispose de la plus grande partie des ressources. Les autres meurent de faim. Et cette petite partie ne veut pô que cela change. Moi, j'aimerais bien.

Y a-t-il quelqu'un qui sait manier les hautes tensions? J'ai des expériences à faire. Pour changer cela. (pour ne plus que des enfants meurent de faim dans notre monde.)

Luc Benoit

Lucky2 a écrit:C'est à dire fabriquer une source chaude et une source froide "pour rien".

Aïe ...
Je pense qu'il y a une confusion entre nous.
Dans les machines à vapeur et jusqu'aux réacteurs les plus perfectionnés, ce que j'appelle SOURCE de chaleur c'est ce qui génère effectivement un apport de chaleur au système (par combustion/désintégration de matière qu'on introduit et remplace).
Ainsi la chaleur et la pression du système est (sans coût énergétique pour le système sauf l'injection de matière et l'allumage) différente de celle à l'extérieur du système et c'est cette différence donc ce potentiel "pour rien" qui est exploitable. Mais l'énergie de ce potentiel vient de la libération d'énergie par la matière lors de son changement d'état et cela demande la consommation de cette matière donc le rejet de la matière usagée et son remplacement. On ne fait que transformer une fraction de la matière en une autre forme d'énergie.
Si tu veux ramener toute cette matière ayant changé de niveau d'énergie à son premier niveau d'énergie pour la réutiliser, ce que tu as gagné tu dois le rendre à 100%, ce qui ne sert alors à rien.

Si à la manière d'un frigo ou d'une pompe à chaleur tu concentres les calories d'un coté et une déficience de calories de l'autre, ce n'est pas parce qu'on a généré un potentiel au sein du système que c'est une SOURCE d'énergie. Ce n'est qu'un stockage puisqu'au contraire ça te coûte en énergie d'engendrer ce contraste qui n'a toujours demandé qu'à s'homogénéiser. Ainsi ce que tu récupèreras avec le potentiel de pression/température dans le système ne pourra être supérieur à ce que tu as investi comme énergie pour créer ce potentiel. Et c'est le cas, que tu en tires l'énergie du potentiel dans le système ou que ce soit à partir des potentiels entre des parties du système et l'environnement extérieur. ça ramènera toujours au même. D'ailleurs en absence de vraie source de chaleur ou de fraicheur, même en extrayant et concentrant le chaud de la tiédeur initiale d'un coté et le froid de l'autre, la moyenne de température/pression de l'ensemble du système serait inchangée et serait toujours équivalente à celle à l'extérieur du système. Concentrer les calories ne les multiplie pas et ne créer pas d'énergie (c'est seulement une forme de stockage).

Si on considère le sel, peut-être que ça pourrait effectivement être une source d'énergie qui ferait tourner un moteur (en l’occurrence ce serait une source froide) si on rejetait l'eau salée une fois que sa fraicheur aurait été transférée à l'intérieur du système et la dépression générée par rapport à l'extérieur utilisée (ce serait l'inverse des machines à vapeur ou à explosion) mais il faudrait en permanence ou du moins régulièrement mettre en entrée de l'eau et du sel, comme un carburant.

Dans l'autre sens, pour dessaler de l'eau de mer, ça c'est pas gratuit... enfin par les procédés connus.

Cela dit dans le fonctionnement de ton système des choses m'échappent toujours.

Par exemple, j'ai du mal à concevoir qu'on puisse obtenir l'effet voulu, surtout avec des électrodes qui seraient isolées de l'eau. C'est justement ce point là que tu cherches à vérifier ?

Bonjour Adzo

Tu écris: "J'ai du mal à concevoir qu'on puisse obtenir l'effet voulu, surtout avec des électrodes qui seraient isolées de l'eau"

Je propose d'abord de faire un peu d'électrostatique. On prend deux plaques de cuivre de 1 m². Distantes de 1 m. Et on les raccorde à une batterie de 1000 volts. Que se passe-t-il lorsqu'on plonge un morceau de cuivre entre les deux plaques? Sans contact. Des électrons du morceaux de cuivre vont se déplacer vers la plaque positive et laisser de l'autre côté des ions positifs. Quand ce déplacement va-t-il s'arrêter? Quand la force exercée par les charges en présence sera nulle sur les électrons libres au centre du morceau de cuivre. Sinon, ils s'en déplaceraient encore. La charge positive de la première plaque est compensée par une charge en électrons à la surface du morceau de cuivre de ce côté. Nous avons une charge en ions positifs cuivre de l'autre coté. Je note que des forces apparaissent lorsqu'on introduit le morceau de cuivre entre les deux plaques. (voir les premières pages de Berkeley, électromagnétisme)

Que se passe-t-il si on introduit une verre d'eau qui contient des ions. Exactement la même chose. Sauf que ce sont des ions qui se déplacent.
Voir à ce sujet le fonctionnement d'un condensateur électrochimique (c'est une charge d'ions qui se déplacent....)

Quand des ions ont été "rangés" par le champ électrique, celui-ci est nul au sein de la masse d'eau. On a coté plaque négative, des ions positifs contre la paroi de verre. Et coté plaque positive, des ions négatifs. Si on évacue l'eau avant de sortir le verre de l'influence des plaques, ces ions vont réagir entre eux et donner le sel. C'est une réaction exothermique et il y a formation de chaleur. Je rappelle pour ta réflexion que la dissolution de sels comme NaCl ou CaCl2 est endothermique.

Il me semble qu'il y a là un procédé que personne n'a jamais essayé. Qui, à partir d'une source à température ambiante, le sel solide et l'eau pure. Donne une source froide (l'eau après dissolution du sel). Et une chaude (le sel).

Bonne journée.

Lucky2