WEBVTT

00:00:07.977 --> 00:00:13.569
Męczy cię zapalenie nadwerężonego mięśnia.

00:00:13.569 --> 00:00:16.807
Miło byłoby mieć coś zimnego, 
żeby zmniejszyć ból,

00:00:16.807 --> 00:00:21.035
ale zimny kompres trzeba by
włożyć do lodówki parę godzin wcześniej.

00:00:21.035 --> 00:00:23.420
Na szczęście masz inną opcję.

00:00:23.420 --> 00:00:27.777
Kompres samochłodzący może leżeć 
w temperaturze pokojowej,

00:00:27.777 --> 00:00:32.754
ale wystarczy go zgnieść 
i zaraz poczujesz chłód.

00:00:33.964 --> 00:00:36.491
Jak to możliwe, żeby coś
w temperaturze pokojowej

00:00:36.491 --> 00:00:38.737
zamarzło tak szybko?

00:00:38.737 --> 00:00:41.114
Odpowiedź zna chemia.

00:00:41.114 --> 00:00:44.404
Twój kompres ma w środku wodę i proszek,

00:00:44.404 --> 00:00:49.377
najczęściej azotan amonu,
rozdzielone przegrodą.

00:00:49.377 --> 00:00:52.588
Kiedy ją przełamać, proszek rozpuszcza się

00:00:52.588 --> 00:00:55.644
w tak zwanym procesie endotermicznym,

00:00:55.644 --> 00:00:58.521
czyli pochłaniającym ciepło z otoczenia.

00:00:58.521 --> 00:01:00.598
Żeby zrozumieć, jak to się dzieje,

00:01:00.598 --> 00:01:04.538
trzeba spojrzeć na dwie siły 
napędzające procesy chemiczne:

00:01:04.538 --> 00:01:07.186
przemiany energii i entropię.

00:01:07.186 --> 00:01:12.867
One decydują, czy w systemie zajdzie
zmiana i jak będzie przepływała energia.

00:01:12.867 --> 00:01:15.917
Przemiany energii w chemii
odzwierciedlają siły przyciągania

00:01:15.927 --> 00:01:19.907
i odpychania między cząsteczkami.

00:01:19.927 --> 00:01:26.184
Cząsteczki są tak małe,
że szklanka wody zawiera ich więcej

00:01:26.184 --> 00:01:29.454
niż znamy gwiazd we wszechświecie.

00:01:29.454 --> 00:01:31.527
I każda z tych bilionów cząsteczek

00:01:31.527 --> 00:01:36.181
bez przerwy się porusza, drga 
i obraca z rozmaitymi prędkościami.

00:01:36.181 --> 00:01:37.801
Możemy przedstawić temperaturę

00:01:37.801 --> 00:01:41.045
jako miarę średniego ruchu,
czyli energii kinetycznej,

00:01:41.045 --> 00:01:42.800
tych wszystkich cząsteczek.

00:01:42.800 --> 00:01:46.596
Ze wzrostem ruchu temperatura rośnie

00:01:46.626 --> 00:01:48.292
i odwrotnie.

00:01:48.732 --> 00:01:51.596
Przepływ ciepła w przemianie chemicznej

00:01:51.596 --> 00:01:54.836
zależy od siły oddziaływań
między cząsteczkami

00:01:54.836 --> 00:01:57.910
w stanie przed i po reakcji.

00:01:57.910 --> 00:02:00.761
Kiedy cząsteczki przyciągają się 
wzajemnie z dużą siłą,

00:02:00.761 --> 00:02:03.843
biegną szybko ku sobie, 
aż zbliżą się na tyle,

00:02:03.843 --> 00:02:07.614
że rozdzielą je siły odpychania.

00:02:07.614 --> 00:02:09.694
Jeśli przyciąga je wystarczająco duża siła

00:02:09.694 --> 00:02:13.286
cząsteczki będą się 
zbliżać i oddalać raz po raz.

00:02:13.286 --> 00:02:16.112
Tym szybciej, im mocniej się przyciągają,

00:02:16.198 --> 00:02:18.764
a skoro ciepło to właściwie ruch,

00:02:18.764 --> 00:02:22.463
kiedy substancja przechodzi w stan,
w którym te oddziaływania są większe,

00:02:22.463 --> 00:02:24.150
system się rozgrzewa.

00:02:24.150 --> 00:02:26.437
Ale w kompresie jest odwrotnie,

00:02:26.437 --> 00:02:29.209
to znaczy - kiedy proszek
rozpuszcza się w wodzie,

00:02:29.209 --> 00:02:33.336
oddziaływania cząsteczek proszku
z cząsteczkami wody są słabsze,

00:02:33.336 --> 00:02:37.363
niż uprzednie oddzielne reakcje.

00:02:37.363 --> 00:02:40.741
To sprawia, że średnia prędkość
obu rodzajów cząsteczek maleje,

00:02:40.741 --> 00:02:42.492
a więc roztwór się schładza.

00:02:42.492 --> 00:02:47.051
Ale dlaczego substancja miałaby przejść
w stan ze słabszymi oddziaływaniami?

00:02:47.051 --> 00:02:51.228
Czy mocniejsze oddziaływania w czystych
substancjach nie zapobiegną wymieszaniu?

00:02:51.228 --> 00:02:53.380
Tutaj wkracza entropia.

00:02:53.380 --> 00:02:56.271
Entropia opisuje rozprzestrzenianie się

00:02:56.271 --> 00:02:59.825
ciał i energii w oparciu 
o przypadkowy ruch.

00:02:59.825 --> 00:03:03.535
Biliony cząsteczek, z których 
składa się powietrze w pokoju,

00:03:03.535 --> 00:03:05.902
mogą być rozłożone na wiele sposobów.

00:03:05.902 --> 00:03:09.317
W niektórych wszystkie cząsteczki tlenu
zbiorą się w jednym miejscu,

00:03:09.317 --> 00:03:11.898
a wszystkie cząsteczki azotu - w drugim.

00:03:11.898 --> 00:03:14.823
Ale jest znacznie więcej układów,
w których są wymieszane.

00:03:14.823 --> 00:03:17.700
Dlatego powietrze zawsze jest mieszaniną.

00:03:17.700 --> 00:03:20.976
Silne oddziaływania między cząsteczkami

00:03:20.976 --> 00:03:24.209
mogą zmienić prawdopodobieństwo
zaistnienia pewnych układów,

00:03:24.209 --> 00:03:28.290
czasem tak bardzo, że niektóre substancje
nie chcą się mieszać.

00:03:28.290 --> 00:03:31.250
Na przykład olej z wodą.

00:03:31.250 --> 00:03:35.196
Ale w przypadku azotanu amonu 
i innych substancji używanych w kompresach

00:03:35.196 --> 00:03:38.619
siły przyciągania nie są na tyle duże,
żeby zmienić prawdopodobieństwo

00:03:38.619 --> 00:03:42.625
i przypadkowy ruch 
cząsteczek rozdziela je,

00:03:42.625 --> 00:03:47.313
przeprowadza do roztworu i nie pozwala 
zbić się z powrotem w stałą grudkę.

00:03:47.313 --> 00:03:49.403
Mówiąc prościej, kompres schładza się sam,

00:03:49.403 --> 00:03:52.815
bo przypadkowy ruch 
wytwarza więcej stanów,

00:03:52.815 --> 00:03:55.470
w których proszek i woda są zmieszane,

00:03:55.470 --> 00:03:58.610
co daje jeszcze słabsze 
oddziaływanie międzycząsteczkowe,

00:03:58.610 --> 00:04:00.820
mniej ruchu

00:04:00.820 --> 00:04:05.193
i mniej ciepła niż w nowym kompresie.

00:04:05.193 --> 00:04:08.122
Chociaż to entropia mogła spowodować

00:04:08.122 --> 00:04:10.683
twoją kontuzję,

00:04:10.723 --> 00:04:15.043
to właśnie ona dostarcza tego
przyjemnego zimna, które koi ból.