1
00:00:06,738 --> 00:00:10,329
Почему соль растворяется в воде,
а масло нет?

2
00:00:10,329 --> 00:00:12,124
Одним словом — химия,

3
00:00:12,124 --> 00:00:14,328
но мы хотим подробностей, не так ли?

4
00:00:14,328 --> 00:00:17,442
Итак, причина, по которой
соль растворяется, а масло — нет,

5
00:00:17,442 --> 00:00:19,152
связана с двумя большими причинами,

6
00:00:19,152 --> 00:00:21,348
в связи с которыми
вообще что-то происходит:

7
00:00:21,348 --> 00:00:22,281
энергетика

8
00:00:22,281 --> 00:00:23,489
и энтропия.

9
00:00:23,489 --> 00:00:25,322
Энергетика, главным образом, связана

10
00:00:25,322 --> 00:00:28,203
с силами притяжения между объектами.

11
00:00:28,203 --> 00:00:31,155
Если мы присмотримся
к маслу или соли в воде,

12
00:00:31,155 --> 00:00:34,152
то мы увидим, что происходит
взаимодействие между частицами

13
00:00:34,152 --> 00:00:36,779
в очень, очень,
очень маленьком масштабе,

14
00:00:36,779 --> 00:00:38,180
на молекулярном уровне.

15
00:00:38,180 --> 00:00:39,898
Чтобы вы могли
представить этот масштаб:

16
00:00:39,898 --> 00:00:41,599
в одном стакане воды

17
00:00:41,599 --> 00:00:43,110
больше молекул,

18
00:00:43,110 --> 00:00:45,816
чем известных науке
звёзд во вселенной.

19
00:00:45,816 --> 00:00:49,448
Все эти молекулы находятся
в постоянном движении:

20
00:00:49,448 --> 00:00:52,460
перемещаются,
колеблются и вращаются.

21
00:00:52,460 --> 00:00:54,774
Именно взаимное притяжение

22
00:00:54,774 --> 00:00:56,858
между этими молекулами не даёт

23
00:00:56,858 --> 00:01:00,270
большинству из них
вылететь из стакана.

24
00:01:00,270 --> 00:01:01,230
Силы взаимодействия

25
00:01:01,230 --> 00:01:04,482
между молекулами воды
и молекулами других веществ —

26
00:01:04,482 --> 00:01:07,733
это то, что мы подразумеваем,
когда говорим об энергетике.

27
00:01:07,733 --> 00:01:09,874
Представьте, что молекулы
воды как будто бы участвуют

28
00:01:09,874 --> 00:01:11,419
в непрекращающемся танце,

29
00:01:11,419 --> 00:01:13,047
что-то типа кадрили,

30
00:01:13,047 --> 00:01:16,501
где они постоянно и произвольно
меняются партнёрами.

31
00:01:16,501 --> 00:01:19,185
Проще говоря, способность веществ

32
00:01:19,185 --> 00:01:20,676
взаимодействовать с водой,

33
00:01:20,676 --> 00:01:22,298
уравновешенная их нарушением,

34
00:01:22,298 --> 00:01:24,881
в то время как молекулы воды
взаимодействуют между собой,

35
00:01:24,881 --> 00:01:27,230
имеет большое значение
при объяснении,

36
00:01:27,230 --> 00:01:29,899
почему одни вещества
хорошо растворяются в воде,

37
00:01:29,899 --> 00:01:31,649
а другие — нет.

38
00:01:32,048 --> 00:01:33,912
Энтропия, прежде всего, описывает

39
00:01:33,912 --> 00:01:36,631
то, как частицы и энергия
могут быть упорядочены,

40
00:01:36,631 --> 00:01:38,503
основываясь
на произвольном движении.

41
00:01:38,503 --> 00:01:41,200
Например, рассмотрим
воздух в комнате.

42
00:01:41,200 --> 00:01:44,062
Представьте себе
все возможные скопления

43
00:01:44,062 --> 00:01:46,650
из триллиона частиц,

44
00:01:46,650 --> 00:01:48,131
из которых состоит воздух.

45
00:01:48,131 --> 00:01:49,167
Некоторые из них

46
00:01:49,167 --> 00:01:52,163
могли бы содержать
все молекулы кислорода здесь

47
00:01:52,163 --> 00:01:54,814
и все молекулы азота там,

48
00:01:54,814 --> 00:01:55,855
отдельно.

49
00:01:55,855 --> 00:01:58,230
Но большинство
из возможных скоплений

50
00:01:58,230 --> 00:02:01,230
содержат перемешанные
друг с друг молекулы.

51
00:02:01,230 --> 00:02:03,481
То есть энтропия
благоприятствует перемешиванию.

52
00:02:03,481 --> 00:02:06,334
Энергетика связана
с силами притяжения.

53
00:02:06,334 --> 00:02:08,417
И поэтому, если присутствуют
силы притяжения,

54
00:02:08,417 --> 00:02:10,321
вероятность образования
каких-нибудь скоплений

55
00:02:10,321 --> 00:02:11,500
может быть увеличена —

56
00:02:11,500 --> 00:02:13,780
скоплений, где частицы
притягиваются друг к другу.

57
00:02:13,780 --> 00:02:16,294
Поэтому именно соотношение
между энтропией и энергетикой

58
00:02:16,294 --> 00:02:18,871
определяет происходящее.

59
00:02:18,871 --> 00:02:20,285
На молекулярном уровне

60
00:02:20,285 --> 00:02:22,664
вода состоит из молекул воды,

61
00:02:22,664 --> 00:02:25,829
составленных из двух атомов
водорода и одного атома кислорода.

62
00:02:25,829 --> 00:02:28,497
Поскольку вода является жидкостью,
эти молекулы участвуют

63
00:02:28,497 --> 00:02:30,831
в непрекращающемся танце
со случайной сменой партнёров,

64
00:02:30,831 --> 00:02:34,386
который называется водородная связь.

65
00:02:34,386 --> 00:02:35,771
Энтропия постоянно поддерживает

66
00:02:35,771 --> 00:02:38,018
этот танец.

67
00:02:38,018 --> 00:02:39,314
В кадриле молекулы воды

68
00:02:39,314 --> 00:02:41,142
могут исполнять огромное количество

69
00:02:41,142 --> 00:02:42,349
движений,

70
00:02:42,349 --> 00:02:44,790
по сравнению с другим,

71
00:02:44,790 --> 00:02:45,421
менее разнообразным танцем.

72
00:02:45,421 --> 00:02:47,781
Танец никогда не прекращается.

73
00:02:47,781 --> 00:02:50,750
Что же происходит
после помещения соли в воду?

74
00:02:50,750 --> 00:02:52,748
На молекулярном уровне

75
00:02:52,748 --> 00:02:55,584
соль состоит из двух ионов,

76
00:02:55,584 --> 00:02:57,838
хлора и натрия,

77
00:02:57,838 --> 00:03:00,082
организованные как кирпичная стена.

78
00:03:00,082 --> 00:03:01,502
Они появляются на танцполе

79
00:03:01,502 --> 00:03:03,386
большими группами

80
00:03:03,386 --> 00:03:05,040
и по началу сидят в сторонке,

81
00:03:05,040 --> 00:03:07,431
стесняясь и сопротивляясь разделению

82
00:03:07,431 --> 00:03:10,272
на отдельные ионы,
дабы присоединиться к танцу.

83
00:03:10,272 --> 00:03:12,456
Но на самом деле,
эти стеснительные танцоры

84
00:03:12,456 --> 00:03:15,009
безумно хотят, чтобы их кто-нибудь
пригласил потанцевать.

85
00:03:15,009 --> 00:03:18,233
Поэтому, когда молекула воды
наталкивается на кого-то из них

86
00:03:18,233 --> 00:03:20,817
и вытаскивает их из группы потанцевать,

87
00:03:20,817 --> 00:03:21,983
они соглашаются.

88
00:03:21,983 --> 00:03:23,362
Как только они выходят на танцпол,

89
00:03:23,362 --> 00:03:24,948
назад уже не возвращаются.

90
00:03:24,948 --> 00:03:27,352
По сути, участие ионов соли

91
00:03:27,352 --> 00:03:29,412
вносит разнообразие
в танцевальные движения

92
00:03:29,412 --> 00:03:30,790
кадрили,

93
00:03:30,790 --> 00:03:33,973
поэтому молекулам воды
очень нравиться с ними танцевать.

94
00:03:35,156 --> 00:03:37,119
Возьмём масло.

95
00:03:37,119 --> 00:03:39,800
Молекулы масла
вроде как заинтересованы

96
00:03:39,800 --> 00:03:40,887
потанцевать с водой,

97
00:03:40,887 --> 00:03:43,138
поэтому энтропия
благоприятствует этому.

98
00:03:43,138 --> 00:03:45,193
Проблема в том, что молекулы масла

99
00:03:45,193 --> 00:03:47,471
одеты в огромные бальные платья,

100
00:03:47,471 --> 00:03:50,040
и они гораздо больше,
чем молекулы воды.

101
00:03:50,040 --> 00:03:52,474
Когда молекула масла
выходит на танцпол,

102
00:03:52,474 --> 00:03:55,299
их размер мешает танцевать

103
00:03:55,299 --> 00:03:56,919
и обмениваться партнёрами —

104
00:03:56,919 --> 00:03:58,622
молекулами воды,

105
00:03:58,622 --> 00:04:00,329
что является
весьма важной частью танца.

106
00:04:00,329 --> 00:04:02,885
К тому же,
они не такие уж хорошие танцоры.

107
00:04:02,885 --> 00:04:04,805
Молекулы воды пытаются задействовать

108
00:04:04,805 --> 00:04:06,464
молекулы масла в танце,

109
00:04:06,464 --> 00:04:08,890
но лишь наталкиваются на их платья

110
00:04:08,890 --> 00:04:11,550
и падают на танцпол.

111
00:04:11,550 --> 00:04:13,723
Без масла молекулы воды

112
00:04:13,723 --> 00:04:15,765
могут танцевать
куда более разнообразно,

113
00:04:15,765 --> 00:04:18,214
поэтому молекулы воды
прогоняют масло с танцпола,

114
00:04:18,214 --> 00:04:20,803
отправляя их на скамейку к другим.

115
00:04:20,803 --> 00:04:22,887
Вскоре, когда собирается большое
количество подобных молекул масла,

116
00:04:22,887 --> 00:04:24,971
выгнанных с танцпола,

117
00:04:24,971 --> 00:04:27,280
они начинают жаловаться друг другу,

118
00:04:27,280 --> 00:04:29,455
как несправедливо
с ними обошлись молекулы воды,

119
00:04:29,455 --> 00:04:31,408
и держатся обособленной группой.

120
00:04:31,408 --> 00:04:32,746
Такова совокупность

121
00:04:32,746 --> 00:04:35,082
взаимоотношений между молекулами

122
00:04:35,082 --> 00:04:37,472
и возможных связей между ними,

123
00:04:37,472 --> 00:04:38,890
пока они хаотично передвигаются,

124
00:04:38,890 --> 00:04:41,216
что определяет растворимость
одного вещества в другом.

125
00:04:41,216 --> 00:04:43,637
Другими словами, масло
не растворяется в воде,

126
00:04:43,637 --> 00:04:47,217
потому что они
плохие партнёры по танцам.