Doc 1: Aux origines du Soleil
Lors de la formation d'une étoile, l'effondrement de gaz et de poussière s'accompagne d'une
augmentation de la température d'autant plus importante que la masse du nuage est importante. Lors de
la formation du Soleil, l'augmentation de température a été telle que des réactions de fusion de
l'Hydrogène ont pu commencer :
4H → He + 2e+ + énergie
Ces réactions se poursuivent aujourd'hui et le rayonnement solaire est une manifestation de l'énergie
qu'elles libèrent.
Atome
d'hydrogène
1,67262 × 10-27
Atome d'Hélium
Positron (e+)
Masse
en kg
6,64648 × 10-27
0,00091 x 10-27
L'énergie dégagée par les réactions de fusion de l'hydrogène maintient le Soleil à une température très
élevée.
Doc 2: Albert Einstein et l'Equivalence masse énergie (1905)
La relation E=mc² exprime l'équivalence entre la masse et l'énergie. Si on multiplie la
masse m d'un corps par la constante physique c (qui représente par ailleurs la vitesse
de la lumière dans le vide) au carré, alors on obtient une énergie. Dans certaines
circonstances, une masse m peut se transformer en énergie E.
E = mc² avec
énergie E en joules (J)
masse perdue m en kilogrammes (kg)
célérité de la lumière dans le vide c = 3,00 × 108m. s-1
QUESTIONS
1) A l'aide du Doc 1, calculer la masse perdue lors de la réaction de fusion de 4 atomes
d'hydrogène.
2) En déduire avec l'équivalence masse-énergie, l'énergie dégagée par la fusion de 4 noyaux
d'hydrogène.
3) Sachant que le soleil consomme 7.10¹¹ kg d'hydrogène en 1 seconde, calculer le nombre d'atomes
d'hydrogène consommés par seconde.
4) Montrer alors que l'énergie dégagée chaque seconde par le Soleil est proche de 4 x 10²6 J.
5) En utilisant l'âge du Soleil (en secondes), évaluer l'énergie dégagée par le Soleil depuis sa
naissance.
6) Avec l'équivalence masse - énergie, en déduire la masse perdue par le Soleil depuis sa naissance.
7) Comparer cette masse à la masse actuelle du Soleil (msoleil = 2.1030 kg). La durée de vie du Sol
donné dans la vidéo est -elle compatible ?