Tutta l'energia dell'Universo è... - George Zaidan e Charles Morton

Vedi la lezione completa: http://ed.ted.com/lessons/all-of-the-energy-in-the-universe-is-george-zaidan-and-charles-morton

L'energia dell'universo non aumenta né diminuisce - ma si muove molto. L'energia può essere potenziale (come un elastico teso in attesa di scatto) o cinetica (come le molecole vibranti all'interno di una qualunque sostanza). E anche se non possiamo esattamente vederlo, ogni volta che prepariamo la cena o rabbrividiamo in una notte fredda, sappiamo che c'è. George Zaidan e Charles Morton sono appassionati dell'energia.

Lezione di George Zaidan e Charles Morton, animazione di Pew36 Animation Studios.

Non è facile definire l'energia.

Le cose possiedono energia,

ma non si può tenere

in mano una certa quantità di energia.

Se ne possono vedere gli effetti,

ma non è possibile vederla direttamente.

Ci sono diversi tipi di energia,

ma le differenze fra un tipo e l'altro

si manifestano solo nel modo in cui condizionano il comportamento della materia.

Sappiamo che la quantità totale

dei diversi tipi di energia nell'universo

è sempre la stessa.

Per i chimici, due importanti tipi di energia

sono l'energia chimica potenziale

e l'energia cinetica.

Quella potenziale è energia in attesa di manifestarsi.

Pensate ad un elastico teso.

Tagliandolo,

tutta l'energia potenziale

si converte in energia cinetica,

che viene percepita come dolore.

Come un elastico teso,

anche i legami chimici contengono energia

e quando quei legami si spezzano,

l'energia potenziale si converte

in altri tipi di energia,

come calore o luce

o viene utilizzata per creare altri tipi di legami.

L'energia cinetica è l'energia del moto

e le molecole sono in continuo movimento.

Non vanno necessariamente da qualche parte,

anche se potrebbero,

ma vibrano,

si tendono,

si piegano

e/o ruotano.

Prendiamo il metano,

quattro atomi di idrogeno

legati ad un atomo centrale di carbonio,

come esempio.

Sulla carta,

non è altro che un tetraedro immobile.

Ma nella vita reale è disordine in movimento.

L'energia cinetica delle molecole

è esattamente lo stesso tipo di energia

che è in noi

quando ci muoviamo,

solo che noi possiamo stare fermi

e le molecole no.

Se rimuoviamo l'energia cinetica

da un gruppo di molecole,

si muoveranno di meno,

ma senza fermarsi mai del tutto.

Ora, in ogni gruppo di molecole,

alcune avranno più energia cinetica di altre.

E se si calcola

l'energia cinetica media del gruppo,

si ottiene un numero matematicamente legato alla

temperatura.

Quindi, maggiore è l'energia cinetica

di un gruppo di molecole,

più alta è la sua temperatura.

Ciò significa che in una giornata calda,

le molecole nell'aria che ci circonda

ruotano, si stendono, si piegano

e in generale rimbalzano
intorno molto più velocemente

che in una giornata fredda.

Ora, caldo e freddo, tra l'altro,

sono termini relativi.

Sono sempre usati per confrontare

una cosa con qualcos'altro.

Quindi, in quel caldo giorno d'estate,

le molecole dell'aria hanno più energia cinetica

che non le molecole della nostra pelle.

Così, quando le molecole d'aria ci colpiscono,

trasferiscono un po' della loro energia

alle molecole della nostra pelle,

e noi l'avvertiamo come calore.

In una giornata fredda,

le molecole d'aria hanno meno energia cinetica

delle molecole della pelle,

quindi nello scontro con quelle molecole d'aria,

siamo noi a trasferire

ad esse parte della nostra energia cinetica,

avvertendo ciò come freddo.

Si può tracciare il percorso dell'energia attorno a noi.

Provateci alla vostra prossima grigliata.

Bruciando il carbone,

il rilascio di energia chimica potenziale

si presenta come calore estremo e come luce.

Il calore, quindi, fa vibrare le molecole

dei vostri hamburger, degli hot dog o delle verdure

fino a spezzare i loro legami,

formando nuove strutture chimiche.

Troppo calore, e vi ritrovate con un pasto carbonizzato;

quel tanto che basta, e la cena è pronta.

Una volta nel vostro corpo,

le molecole della vostra cena deliziosa

o carbonizzata,

vengono scisse,

e l'energia rilasciata

viene utilizzata subito per tenervi in vita,

o viene immagazzinata in varie molecole,
per un uso successivo.

Quando scende la notte,

l'aria calda estiva si raffredda

e il flusso di energia nel vostro corpo rallenta.

Quindi, quando l'aria raggiunge
la temperatura della voltra pelle,

per un brevissimo istante,

il flusso si ferma.

E poi ricomincia,

nella direzione opposta,

quando l'energia abbandona
la superficie più calda della pelle

per ritornare nell'universo circostante,

quella stessa energia che non si crea né si distrugge,

ma cambia forma continuamente,

fenice camaleontica del nostro mondo fisico.