Et fulladet batteri veier litt mer

Batteriet som sitter i mobiltelefonen din eller i elbilen din burde veie det samme enten batteriet er fulladet eller utladet, i hvert fall hvis vi bruker såkalt klassisk fysikk, også kalt newtonsk fysikk (oppkalt etter fysikeren Isaac Newton). For selv om elektrisk strøm består av elektroner som beveger seg i ledningene, så er det ingen atomer som flytter seg ut av eller inn i batteriet. Og det vandrer like mange elektroner ut fra minuspolen som det vandrer inn ved plusspolen (den elektriske strømmen går faktisk motsatt vei av elektronene i ledningene). Derfor består et fulladet batteri av nøyaktig de samme atomene som når det er utladet. Så vekten burde være nøyaktig den samme i begge tilfellene.

Men batterivekten er faktisk ikke den samme i de to tilfellene. Batteriet er ørlite tyngre når det er fulladet, for i følge Albert Einsteins berømte energiligning E=mc² (også kalt «massenergiloven»), så veier faktisk energi litt det også. Og det er beregnbart. For et batteri med kapasiteten 100 kWh (kilowattimer) ser regnestykket sånn ut:

m=E/c² der m er massen, E er energien og c er lyshastigheten i vakuum.

m = 100 kWh / (299 792 458 m/s)² = 4 μg

Et fulladet 100 kWh-batteri veier altså 4 mikrogram (milliontedels gram) mer når det er fulladet enn når det er utladet. Eller sagt på en annen måte: 25 milliarder kWh veier 1 kg.

Dette kan høres ut som «bare en teori», men det er faktisk energiligningen E=mc² som danner grunnlaget for kjernekraftverk og mye annet vi omgjør oss med, f.eks diverse medisk utstyr som bl.a brukes for å påvise og behandle kreft. 

Det er også Einsteins arbeid for over hundre år siden som er hovedårsaken til at GPS-systemet fungerer så bra som det gjør. Hadde man kun brukt klassisk newtonfysikk for å konstruere systemet ville det hatt en feilvisning på ca. 12 km per døgn. Da ville systemet i praksis vært ubrukelig. 

Utallige forsøk og observasjoner har vist at Albert Einstein hadde rett i sine beregninger, så at et fulladet batteri faktisk er litt tyngre enn et utladet batteri regnes nå som en etablert sannhet. Du vil aldri klare å kjenne en vektforskjell på mobiltelefonen din om batteriet i den er fulladet eller utladet, til det er vektforskjellen for liten, men for oss som liker å vite sånt kan det være kjekt å vite at mobiltelefonen faktisk veier ørlite mer når den er fulladet, og at forskjellen er beregnbar takket være Albert Einstein.

Les mer:
Einsteins energiligning (Store norske leksikon)
Hvordan kompensere for relativitet i GPS-systemet (engelsk Wikipedia)