WEBVTT

00:00:06.738 --> 00:00:10.329
Почему соль растворяется в воде,
а масло нет?

00:00:10.329 --> 00:00:12.124
Одним словом — химия,

00:00:12.124 --> 00:00:14.328
но мы хотим подробностей, не так ли?

00:00:14.328 --> 00:00:17.442
Итак, причина, по которой
соль растворяется, а масло — нет,

00:00:17.442 --> 00:00:19.152
связана с двумя большими причинами,

00:00:19.152 --> 00:00:21.348
в связи с которыми
вообще что-то происходит:

00:00:21.348 --> 00:00:22.281
энергетика

00:00:22.281 --> 00:00:23.489
и энтропия.

00:00:23.489 --> 00:00:25.322
Энергетика, главным образом, связана

00:00:25.322 --> 00:00:28.203
с силами притяжения между объектами.

00:00:28.203 --> 00:00:31.155
Если мы присмотримся
к маслу или соли в воде,

00:00:31.155 --> 00:00:34.152
то мы увидим, что происходит
взаимодействие между частицами

00:00:34.152 --> 00:00:36.779
в очень, очень,
очень маленьком масштабе,

00:00:36.779 --> 00:00:38.180
на молекулярном уровне.

00:00:38.180 --> 00:00:39.898
Чтобы вы могли
представить этот масштаб:

00:00:39.898 --> 00:00:41.599
в одном стакане воды

00:00:41.599 --> 00:00:43.110
больше молекул,

00:00:43.110 --> 00:00:45.816
чем известных науке
звёзд во вселенной.

00:00:45.816 --> 00:00:49.448
Все эти молекулы находятся
в постоянном движении:

00:00:49.448 --> 00:00:52.460
перемещаются,
колеблются и вращаются.

00:00:52.460 --> 00:00:54.774
Именно взаимное притяжение

00:00:54.774 --> 00:00:56.858
между этими молекулами не даёт

00:00:56.858 --> 00:01:00.270
большинству из них
вылететь из стакана.

00:01:00.270 --> 00:01:01.230
Силы взаимодействия

00:01:01.230 --> 00:01:04.482
между молекулами воды
и молекулами других веществ —

00:01:04.482 --> 00:01:07.733
это то, что мы подразумеваем,
когда говорим об энергетике.

00:01:07.733 --> 00:01:09.874
Представьте, что молекулы
воды как будто бы участвуют

00:01:09.874 --> 00:01:11.419
в непрекращающемся танце,

00:01:11.419 --> 00:01:13.047
что-то типа кадрили,

00:01:13.047 --> 00:01:16.501
где они постоянно и произвольно
меняются партнёрами.

00:01:16.501 --> 00:01:19.185
Проще говоря, способность веществ

00:01:19.185 --> 00:01:20.676
взаимодействовать с водой,

00:01:20.676 --> 00:01:22.298
уравновешенная их нарушением,

00:01:22.298 --> 00:01:24.881
в то время как молекулы воды
взаимодействуют между собой,

00:01:24.881 --> 00:01:27.230
имеет большое значение
при объяснении,

00:01:27.230 --> 00:01:29.899
почему одни вещества
хорошо растворяются в воде,

00:01:29.899 --> 00:01:31.649
а другие — нет.

00:01:32.048 --> 00:01:33.912
Энтропия, прежде всего, описывает

00:01:33.912 --> 00:01:36.631
то, как частицы и энергия
могут быть упорядочены,

00:01:36.631 --> 00:01:38.503
основываясь
на произвольном движении.

00:01:38.503 --> 00:01:41.200
Например, рассмотрим
воздух в комнате.

00:01:41.200 --> 00:01:44.062
Представьте себе
все возможные скопления

00:01:44.062 --> 00:01:46.650
из триллиона частиц,

00:01:46.650 --> 00:01:48.131
из которых состоит воздух.

00:01:48.131 --> 00:01:49.167
Некоторые из них

00:01:49.167 --> 00:01:52.163
могли бы содержать
все молекулы кислорода здесь

00:01:52.163 --> 00:01:54.814
и все молекулы азота там,

00:01:54.814 --> 00:01:55.855
отдельно.

00:01:55.855 --> 00:01:58.230
Но большинство
из возможных скоплений

00:01:58.230 --> 00:02:01.230
содержат перемешанные
друг с друг молекулы.

00:02:01.230 --> 00:02:03.481
То есть энтропия
благоприятствует перемешиванию.

00:02:03.481 --> 00:02:06.334
Энергетика связана
с силами притяжения.

00:02:06.334 --> 00:02:08.417
И поэтому, если присутствуют
силы притяжения,

00:02:08.417 --> 00:02:10.321
вероятность образования
каких-нибудь скоплений

00:02:10.321 --> 00:02:11.500
может быть увеличена —

00:02:11.500 --> 00:02:13.780
скоплений, где частицы
притягиваются друг к другу.

00:02:13.780 --> 00:02:16.294
Поэтому именно соотношение
между энтропией и энергетикой

00:02:16.294 --> 00:02:18.871
определяет происходящее.

00:02:18.871 --> 00:02:20.285
На молекулярном уровне

00:02:20.285 --> 00:02:22.664
вода состоит из молекул воды,

00:02:22.664 --> 00:02:25.829
составленных из двух атомов
водорода и одного атома кислорода.

00:02:25.829 --> 00:02:28.497
Поскольку вода является жидкостью,
эти молекулы участвуют

00:02:28.497 --> 00:02:30.831
в непрекращающемся танце
со случайной сменой партнёров,

00:02:30.831 --> 00:02:34.386
который называется водородная связь.

00:02:34.386 --> 00:02:35.771
Энтропия постоянно поддерживает

00:02:35.771 --> 00:02:38.018
этот танец.

00:02:38.018 --> 00:02:39.314
В кадриле молекулы воды

00:02:39.314 --> 00:02:41.142
могут исполнять огромное количество

00:02:41.142 --> 00:02:42.349
движений,

00:02:42.349 --> 00:02:44.790
по сравнению с другим,

00:02:44.790 --> 00:02:45.421
менее разнообразным танцем.

00:02:45.421 --> 00:02:47.781
Танец никогда не прекращается.

00:02:47.781 --> 00:02:50.750
Что же происходит
после помещения соли в воду?

00:02:50.750 --> 00:02:52.748
На молекулярном уровне

00:02:52.748 --> 00:02:55.584
соль состоит из двух ионов,

00:02:55.584 --> 00:02:57.838
хлора и натрия,

00:02:57.838 --> 00:03:00.082
организованные как кирпичная стена.

00:03:00.082 --> 00:03:01.502
Они появляются на танцполе

00:03:01.502 --> 00:03:03.386
большими группами

00:03:03.386 --> 00:03:05.040
и по началу сидят в сторонке,

00:03:05.040 --> 00:03:07.431
стесняясь и сопротивляясь разделению

00:03:07.431 --> 00:03:10.272
на отдельные ионы,
дабы присоединиться к танцу.

00:03:10.272 --> 00:03:12.456
Но на самом деле,
эти стеснительные танцоры

00:03:12.456 --> 00:03:15.009
безумно хотят, чтобы их кто-нибудь
пригласил потанцевать.

00:03:15.009 --> 00:03:18.233
Поэтому, когда молекула воды
наталкивается на кого-то из них

00:03:18.233 --> 00:03:20.817
и вытаскивает их из группы потанцевать,

00:03:20.817 --> 00:03:21.983
они соглашаются.

00:03:21.983 --> 00:03:23.362
Как только они выходят на танцпол,

00:03:23.362 --> 00:03:24.948
назад уже не возвращаются.

00:03:24.948 --> 00:03:27.352
По сути, участие ионов соли

00:03:27.352 --> 00:03:29.412
вносит разнообразие
в танцевальные движения

00:03:29.412 --> 00:03:30.790
кадрили,

00:03:30.790 --> 00:03:33.973
поэтому молекулам воды
очень нравиться с ними танцевать.

00:03:35.156 --> 00:03:37.119
Возьмём масло.

00:03:37.119 --> 00:03:39.800
Молекулы масла
вроде как заинтересованы

00:03:39.800 --> 00:03:40.887
потанцевать с водой,

00:03:40.887 --> 00:03:43.138
поэтому энтропия
благоприятствует этому.

00:03:43.138 --> 00:03:45.193
Проблема в том, что молекулы масла

00:03:45.193 --> 00:03:47.471
одеты в огромные бальные платья,

00:03:47.471 --> 00:03:50.040
и они гораздо больше,
чем молекулы воды.

00:03:50.040 --> 00:03:52.474
Когда молекула масла
выходит на танцпол,

00:03:52.474 --> 00:03:55.299
их размер мешает танцевать

00:03:55.299 --> 00:03:56.919
и обмениваться партнёрами —

00:03:56.919 --> 00:03:58.622
молекулами воды,

00:03:58.622 --> 00:04:00.329
что является
весьма важной частью танца.

00:04:00.329 --> 00:04:02.885
К тому же,
они не такие уж хорошие танцоры.

00:04:02.885 --> 00:04:04.805
Молекулы воды пытаются задействовать

00:04:04.805 --> 00:04:06.464
молекулы масла в танце,

00:04:06.464 --> 00:04:08.890
но лишь наталкиваются на их платья

00:04:08.890 --> 00:04:11.550
и падают на танцпол.

00:04:11.550 --> 00:04:13.723
Без масла молекулы воды

00:04:13.723 --> 00:04:15.765
могут танцевать
куда более разнообразно,

00:04:15.765 --> 00:04:18.214
поэтому молекулы воды
прогоняют масло с танцпола,

00:04:18.214 --> 00:04:20.803
отправляя их на скамейку к другим.

00:04:20.803 --> 00:04:22.887
Вскоре, когда собирается большое
количество подобных молекул масла,

00:04:22.887 --> 00:04:24.971
выгнанных с танцпола,

00:04:24.971 --> 00:04:27.280
они начинают жаловаться друг другу,

00:04:27.280 --> 00:04:29.455
как несправедливо
с ними обошлись молекулы воды,

00:04:29.455 --> 00:04:31.408
и держатся обособленной группой.

00:04:31.408 --> 00:04:32.746
Такова совокупность

00:04:32.746 --> 00:04:35.082
взаимоотношений между молекулами

00:04:35.082 --> 00:04:37.472
и возможных связей между ними,

00:04:37.472 --> 00:04:38.890
пока они хаотично передвигаются,

00:04:38.890 --> 00:04:41.216
что определяет растворимость
одного вещества в другом.

00:04:41.216 --> 00:04:43.637
Другими словами, масло
не растворяется в воде,

00:04:43.637 --> 00:04:47.217
потому что они
плохие партнёры по танцам.