Weegt een volle batterij meer dan een lege batterij?

21 april 2020 2 minuten leestijd

Het klinkt logisch: een volle batterij is zwaarder dan een lege batterij. Denk maar aan een auto: met een volle tank is een auto zwaarder dan een met een lege tank. Maar klopt de stelling dat een volle batterij zwaarder is dan een lege batterij en kunnen wij dat verschil waarnemen? Dus zijn we het gaan uitrekenen.

Hoe werkt een batterij?

Een batterij geeft energie door elektronen van de minpool via een draadje van het bewuste apparaat weer terug naar de pluspool van de batterij te laten lopen. De elektronen worden daarbij niet verbruikt en verdwijnen ook niet: ze verplaatsen alleen maar en komen weer in de batterij terecht. Dus dat zou betekenen dat de massa van de batterij niet verandert en de batterij niet lichter wordt.

E=mc2

Om het iets moeilijker te maken grijpen we terug op de relativiteitstheorie van Albert Einstein. In de originele publicatie van de wereldberoemde formule beschrijft Einstein E=mc^2. Daarbij staat de E voor energie, de m voor massa en de c voor lichtsnelheid in het kwadraat (^2). De lichtsnelheid wordt vaak afgerond naar 300.000.000 meter per seconde, dus 300.000 kilometer per seconde ofwel 1,08 miljard kilometer per uur.

In een aanvulling op de theorie schrijft Einstein dat een voorwerp een hoeveelheid energie afgeeft in de vorm van straling. Als daarbij geen snelheidsverandering plaatsvindt, dan wordt het voorwerp lichter. Dit geldt in principe voor alle energievormen, aldus Einstein.
Het Einsteingenootschap legt het iets duidelijker uit: Een voorwerp kan zijn energie verliezen via warmtegeleiding, door uitzetting (een gas), via een elektrisch veld of wat niet al, zodat verlies van iedere vorm van energie voor een voorwerp verlies van massa betekent.

Even rekenen

Een batterij verliest zijn energie via een elektrisch veld en, met de bovenstaande stelling, ook massa. Om het verschil tussen een volle en een lege batterij te berekenen moeten we weten wat de massa (m) van de energie in een volle batterij is.

Voor een AA Alkaline (long life) batterij is de opgeslagen energie 9360 Joules.
Vul deze waarde in de formule E=mc^2 dan krijg je 9360=mc^2.
De formule voor c^2, de lichtsnelheid is (3*10^8)^2.
Dit vullen we weer in in de formule: 9360 = m*((3*10^8)^2)
Oftewel massa = Energie gedeeld door c^2.
Als we dat invullen, voor het gemak in de omnicalculator voor de formule, dan is het antwoord: 0,000.000.000.104144 gram. Oftewel 104,144 picogram. De batterij is dus lichter geworden. Eureka!

Wat is het verschil?

104,144 picogram, hoeveel weegt dat nou? Het getal en het gewicht is al moeilijk te bevatten, want zelfs met de beste weegschaal ter wereld is het niet te meten. Misschien helpt de volgende vergelijking:
Een AA alkaline batterij weegt gemiddeld 15 gram. En laten we voor het gemak de massa van de energie afronden op 0,000.000.000.1 gram oftewel 100 picogram.
Om 1 gram aan de massa van de energie te krijgen hebben we 10 miljard (10.000.000.000) batterijen nodig.
En in deze vergelijking wegen 150 miljard volle batterijen hetzelfde als 150 miljard + 1 lege batterijen.

Oftewel: 150.000.000.000 volle batterijen = 150.000.000.001 lege batterijen.

Dus hoe check je nou of je batterij vol of leeg is?

Niemand heeft 15 biljoen batterijen liggen om het verschil te meten. Dus om te weten of er nog energie in je batterij zit kun je het beste gebruik maken van een spanningsmeter. Handig, maar misschien heb je die niet in huis liggen. Dan kun je natuurlijk ook je batterijen testen door ze in een elektrisch apparaat te doen, zoals een zaklamp. Geeft de zaklamp licht, dan weet je dat de batterijen nog niet leeg zijn.

Vind jouw dichtstbijzijnde inleverpunt

Heb je getest of je batterijen vol of leeg zijn? Verzamel dan alle lege batterijen en lever ze in bij één van de 25.000 inleverpunten van Stibat. Vraag Henk van Stibat wat jouw dichtstbijzijnde inleverpunt is. Heel eenvoudig via Google Home Assistant.

Vraag het aan Henk

  • Dit artikel delen: