Вся энергия во вселенной… — Джордж Зейдан и Чарльз Мортон

Смотреть урок полностью: http://ed.ted.com/lessons/all-of-the-energy-in-the-universe-is-george-zaidan-and-charles-morton

Энергия во Вселенной никогда не увеличивается и не уменьшается — она перемещается и движется. Энергия может быть потенциальной (как вытянутая резинка, ожидающая движения), или кинетическая (как молекулы, вибрирующие в любом веществе). И хотя мы не можем её видеть, каждый раз, когда мы готовим ужин или дрожим в холодную ночь, мы точно знаем — она есть. Джордж Зейдан и Чарльз Мортон расскажут Вам об энергии.

Урок — Джордж Зейдан и Чарльз Мортон, анимация — Pew36 Animation Studios.

Не так просто
дать определение энергии.

Предметы обладают энергией,

но вы не можете подержать

килограмм энергии в руках.

Вы можете видеть, что делает энергия,

но вы не можете видеть,
как именно она это делает.

Существует несколько видов энергии

и разницу между ними можно увидеть

только наблюдая за тем, как ведут себя
предметы под её воздействием.

Мы знаем, что общая сумма

всех видов энергии во вселенной

всегда одинакова.

Для химиков, важны два вида энергии —

потенциальная энергия

и кинетическая энергия.

Потенциальная энергия —
это энергия в ожидании действия.

Представьте растянутую резинку.

Если вы разрежете её,

вся её потенциальная энергия

превратиться в кинетическую,

которую вы почувствуете как боль.

Как и растянутая резинка,

химические связи обладают энергией

и когда эти связи разрушаются,

потенциальная энергия превращается

в другие виды энергии,

как тепло или свет,

или используется
для образования новых связей.

Кинетическая энергия —
это энергия движения,

и молекулы все время движутся.

Они необязательно двигаются
в каком-то направлении,

хотя могли бы,

но они вибрируют,

растягиваются,

сгибаются

или вращаются.

Возьмём метан,

в котором четыре атома водорода

соединены с атомом углерода в центре,

в качестве примера.

Если нарисовать соединение на бумаге,

это всего лишь неподвижный тетраэдр,

но в действительности,
это колеблющаяся масса.

Кинетическая энергия молекул

это такой же вид энергии,

которым вы обладаете,

когда двигаетесь.

Различие в том,
что вы можете быть неподвижными,

а молекулы нет.

Если вы вытянете кинетическую энергию

из группы молекул,

они будут двигаться меньше,

но они никогда
полностью не остановятся.

В любой группе молекул,

у одних будет больше
кинетической энергии, чем у других.

И если мы посчитаем

среднюю кинетическую энергию группы,

у нас появится число, которое
математически будет коррелировать

с температурой.

Чем большей кинетической энергией

обладает группа молекул,

тем выше её температура.

И это означает, что в жаркий день

молекулы в окружающем вас воздухе

вращаются, растягиваются, сгибаются

и в целом двигаются намного быстрее,

чем в холодный день.

Кстати, жарко и холодно —

это относительные понятия.

Их используют в основном,
чтобы сравнить

с чем-то другим.

Так, в жаркий летний день,

у молекул воздуха
больше кинетической энергии,

чем у молекул на вашей коже.

Поэтому, когда молекулы воздуха
ударяются о вашу кожу,

они передают немного своей энергии

молекулам вашей кожи,

и вы чувствуете это как тепло.

В холодный день,

у молекул воздуха
кинетическая энергия меньше,

чем у молекул вашей кожи,

поэтому, когда вы ударяетесь
о молекулы воздуха,

вы на самом деле передаёте им

часть своей кинетической энергии,

и вы чувствуете это как холод.

Вы можете отследить
путешествие энергии вокруг вас.

Попробуйте это сделать в следующий раз,
когда будете готовить что-нибудь во дворе.

Вы подожжёте угли,

и освобождение
этой химической потенциальной энергии

повлечёт за собой
появление тепла и света.

Это тепло заставляет молекулы

вашего гамбургера,
хот-дога или овощей

вибрировать до тех пор,
пока их связи не разрушатся

и не образуются
новые химические соединения.

Если тепла слишком много,
то вы получите обуглившуюся массу;

если тепла в самый раз —
вы получите ужин.

Попав в ваше тело,

молекулы еды в вашем вкусном

или обуглившемся ужине

разрушаются

и освобождённая энергия

либо идёт на поддержание
вашего организма прямо сейчас

или сохраняется в других молекулах
для будущего использования.

Когда наступает вечер,

горячий летний воздух остывает,

и потоки энергии
по направлению к вам замедляются.

Дальше, когда температура воздуха
достигнет температуры вашего тела

на какое-то абсолютно малое время,

поток энергии останавливается.

И потом возобновляется,

но уже в противоположном направлении,

поскольку энергия покидает вашу кожу,
где температура выше,

чтобы вернуться
в окружающую вас вселенную.

Эта энергия никуда не исчезает
и не появляется из неоткуда.

Она — постоянно меняющий форму

феникс-хамелеон
нашего физического мира.