WEBVTT

00:00:08.210 --> 00:00:13.249
Vi siete appena stirati un muscolo
e l'infiammazione è insopportabile.

00:00:13.249 --> 00:00:16.507
Sperate di avere qualcosa 
di ghiacciato per alleviare il dolore,

00:00:16.507 --> 00:00:20.715
ma la borsa del ghiaccio,
avreste dovuto congelarla ore prima.

00:00:20.715 --> 00:00:23.210
Per fortuna, c'è un'altra soluzione.

00:00:23.210 --> 00:00:27.697
Il ghiaccio istantaneo può restare 
a temperatura ambiente fino all'utilizzo,

00:00:27.697 --> 00:00:33.834
poi si spezza come indicato
e in pochi secondi avvertirete il freddo.

00:00:33.834 --> 00:00:37.141
Ma come può qualcosa 
a temperatura ambiente ghiacciarsi

00:00:37.141 --> 00:00:38.747
in così poco tempo?

00:00:38.747 --> 00:00:40.774
La risposta sta nella chimica.

00:00:41.224 --> 00:00:44.404
Il vostro ghiaccio istantaneo 
contiene acqua e un composto solido,

00:00:44.404 --> 00:00:49.217
di solito nitrato di ammonio, in 
scomparti separati da una barriera.


00:00:49.217 --> 00:00:52.248
Quando la barriera si rompe, 
il solido si dissolve

00:00:52.248 --> 00:00:55.254
provocando quella nota 
come reazione endotermica,

00:00:55.254 --> 00:00:57.751
che assorbe calore 
dall'ambiente circostante.

00:00:58.521 --> 00:01:00.248
Per capire come funziona,

00:01:00.248 --> 00:01:04.298
dobbiamo osservare le due forze motrici 
dietro processi chimici:

00:01:04.468 --> 00:01:06.746
l'energetica e l'entropia.

00:01:06.746 --> 00:01:11.727
Esse stabiliscono se un sistema cambia
e come scorre l'energia se ciò avviene.

00:01:12.737 --> 00:01:17.240
In chimica, l'energetica 
concerne le forze attrattive e repulsive

00:01:17.240 --> 00:01:19.777
tra particelle a livello molecolare.

00:01:20.527 --> 00:01:25.754
La scala è talmente ridotta che vi 
sono più molecole d'acqua in un bicchiere

00:01:25.754 --> 00:01:28.774
che stelle note nell'universo.

00:01:28.774 --> 00:01:31.257
E tutti questi trilioni di molecole

00:01:31.257 --> 00:01:36.191
si muovono, vibrano e ruotano
costantemente a diverse velocità.

00:01:36.191 --> 00:01:39.517
Pensiamo alla temperatura 
come una misura del moto medio,

00:01:39.517 --> 00:01:42.503
o energia cinetica, di tali particelle,

00:01:42.503 --> 00:01:46.507
con un aumento del moto che implica 
un aumento della temperatura,

00:01:46.507 --> 00:01:47.536
e viceversa.

00:01:48.736 --> 00:01:51.272
Il flusso di calore 
in ogni trasformazione chimica

00:01:51.272 --> 00:01:54.756
dipende dalla forza relativa
delle interazioni tra particelle

00:01:54.756 --> 00:01:57.506
in ogni stato chimico di una sostanza.

00:01:57.506 --> 00:02:00.510
Quando le particelle si attraggono 
intensamente a vicenda,

00:02:00.510 --> 00:02:03.761
si muovono con rapidità
avvicinandosi a tal punto

00:02:03.761 --> 00:02:06.303
che le forze repulsive le allontanano.

00:02:07.213 --> 00:02:09.484
Se l'attrazione iniziale
fosse forte abbastanza,

00:02:09.484 --> 00:02:12.754
le particelle vibrerebbero 
avanti e indietro.

00:02:12.754 --> 00:02:15.716
Più forte è l'attrazione,
più veloce è il loro movimento,

00:02:15.716 --> 00:02:18.494
e dato che il calore 
è essenzialmente moto,

00:02:18.494 --> 00:02:22.254
se una sostanza assume 
uno stato con interazioni maggiori,


00:02:22.254 --> 00:02:23.773
il sistema si surriscalda.

00:02:23.773 --> 00:02:26.260
Il nostro ghiaccio istantaneo 
fa l'opposto,

00:02:26.260 --> 00:02:28.787
così quando il solido
si dissolve nell'acqua,

00:02:28.787 --> 00:02:33.489
le nuove interazioni 
tra particole solide e molecole d'acqua

00:02:33.489 --> 00:02:36.866
sono più deboli 
delle interazioni separate preesistenti.

00:02:36.866 --> 00:02:40.253
Ciò fa sì che entrambe le particelle 
rallentino rispetto alla media,

00:02:40.253 --> 00:02:41.791
raffreddando l'intera soluzione.

00:02:41.791 --> 00:02:46.522
Ma perché mutare in uno stato 
con interazioni più deboli?

00:02:46.522 --> 00:02:50.291
Quelle più forti non dovrebbero
evitare che il solido si dissolva?

00:02:50.741 --> 00:02:52.768
È qui che entra in gioco l'entropia.

00:02:52.768 --> 00:02:56.450
L'entropia mostra
come gli oggetti e l'energia

00:02:56.450 --> 00:02:59.231
sono distribuiti 
secondo un moto casuale.

00:02:59.231 --> 00:03:03.575
Se pensate all'aria in una stanza,
ci sono diverse disposizioni possibili

00:03:03.575 --> 00:03:05.785
per le migliaia di miliardi di particelle 
che la compongono.

00:03:05.785 --> 00:03:09.252
Alcune vedranno 
le molecole di ossigeno da un lato,

00:03:09.252 --> 00:03:11.237
e quelle di azoto dall'altro.

00:03:11.447 --> 00:03:14.258
Ma la maggior parte
le vedrà mescolate insieme,

00:03:14.258 --> 00:03:17.073
ed è per questo che l'aria
resta sempre in questo stato.

00:03:17.263 --> 00:03:20.530
Ora, se vi sono intense
forze attrattive tra particelle,

00:03:20.530 --> 00:03:23.826
la probabilità di certe configurazioni 
può cambiare

00:03:23.826 --> 00:03:27.779
anche quando l'unione 
di certe sostanze è improbabile.

00:03:27.779 --> 00:03:30.070
L'acqua e l'olio 
non si mescolano ad esempio.

00:03:30.780 --> 00:03:34.810
Ma per il nitrato di ammonio,
o altre sostanze nel ghiaccio istantaneo,

00:03:34.810 --> 00:03:38.746
le forze attrattive non sono forti 
tanto da cambiare le probabilità,

00:03:38.746 --> 00:03:42.269
e il moto casuale fa sì 
che le particelle del solido si separino

00:03:42.269 --> 00:03:46.515
dissolvendosi nell'acqua
senza tornare al loro stato solido.

00:03:46.975 --> 00:03:50.783
In sintesi, il ghiaccio istantaneo 
si raffredda perché il moto casuale

00:03:50.783 --> 00:03:55.265
crea più disposizioni 
dove il solido e l'acqua si mescolano

00:03:55.265 --> 00:03:58.750
e tutte loro possiedono 
interazioni più deboli tra particelle,

00:03:58.750 --> 00:04:00.710
un minore moto complessivo di particelle,

00:04:00.710 --> 00:04:04.280
e meno calore 
di un nuovo impacco.

00:04:04.740 --> 00:04:07.503
Dunque se il disordine dovuto all'entropia

00:04:07.503 --> 00:04:10.252
può aver causato 
il vostro infortunio all'inizio,

00:04:10.252 --> 00:04:14.753
è anche causa del fresco 
che vi allevia il dolore.