WEBVTT

00:00:06.608 --> 00:00:08.670
น้ำคือของเหลวแห่งชีวิต

00:00:08.670 --> 00:00:09.392
เราดื่มมัน

00:00:09.392 --> 00:00:10.245
เราอาบมัน

00:00:10.245 --> 00:00:10.864
เราใช้มันทำการเกษตร

00:00:10.864 --> 00:00:11.196
เราหุงต้ม

00:00:11.196 --> 00:00:12.305
เราทำความสะอาดโดยใช้มัน

00:00:12.305 --> 00:00:14.747
มันคือโมเลกุลที่พบได้มากที่สุดในร่างกายคนเรา

00:00:14.747 --> 00:00:16.531
อันที่จริง ทุกชีวิตที่เรารู้

00:00:16.531 --> 00:00:18.281
จะตายถ้าขาดมัน

00:00:18.281 --> 00:00:20.377
แต่ที่สำคัญ ถ้าขาดน้ำแล้ว

00:00:20.377 --> 00:00:22.480
เราจะไม่มี

00:00:22.480 --> 00:00:23.426
ชาเย็น

00:00:23.426 --> 00:00:26.073
อืมมมม ชาเย็น

00:00:27.749 --> 00:00:29.871
ทำไมก้อนน้ำแข็งจึงลอยได้

00:00:29.871 --> 00:00:31.920
ถ้ามีอาร์กอนที่เป็นก้อนแข็ง

00:00:31.920 --> 00:00:33.824
ในแก้วที่บรรจุอาร์กอนเหลว

00:00:33.824 --> 00:00:34.985
พวกมันจะจมลง

00:00:34.985 --> 00:00:37.637
และมันจะเป็นเช่นนี้กับสสารอื่นๆ เป็นส่วนใหญ่

00:00:37.637 --> 00:00:40.484
แต่ น้ำที่เป็นของแข็ง 
หรือที่รู้จักกันว่า นำ้แข็ง

00:00:40.484 --> 00:00:43.394
มันกลับมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่เป็นของเหลว

00:00:43.394 --> 00:00:45.222
มันเป็นเช่นนั้นได้อย่างไร

00:00:45.222 --> 00:00:46.927
คุณรู้แล้วว่า คือทุกโมเลกุลของน้ำ

00:00:46.927 --> 00:00:48.970
ประกอบขึ้นจากไฮโดรเจนสองอะตอม

00:00:48.970 --> 00:00:51.314
ที่เกิดพันธะกับออกซิเจนหนึ่งอะตอม

00:00:51.314 --> 00:00:52.682
ลองดูโมเลกุลจำนวนหนึ่ง

00:00:52.682 --> 00:00:54.173
ในหยดน้ำ

00:00:54.173 --> 00:00:57.774
และสมมติว่าอุณหภูมิคือ 25 องศาเซลเซียส

00:00:57.774 --> 00:00:59.371
โมเลกุลงอ

00:00:59.371 --> 00:01:00.075
ยืดตัว

00:01:00.075 --> 00:01:00.699
หมุน

00:01:00.699 --> 00:01:02.536
และเคลื่อนที่ผ่านช่องว่าง

00:01:02.536 --> 00:01:04.742
ตอนนี้ ลองลดอุณหภูมิลง

00:01:04.742 --> 00:01:06.614
ซึ่งจะลดพลังงานจลน์จำนวนหนึ่ง

00:01:06.614 --> 00:01:08.782
ที่แต่ละโมเลกุลมีอยู่

00:01:08.782 --> 00:01:11.665
ฉะนั้นพวกมันจะงอ ยืดตัว หมุน และเคลื่อนที่ช้าลง

00:01:11.665 --> 00:01:13.300
และโดยเฉลี่ยแล้ว

00:01:13.300 --> 00:01:15.461
มันจะใช้พื้นที่ลดลง

00:01:15.461 --> 00:01:17.092
ตอนนี้ คุณอาจคิดว่า ในขณะที่น้ำที่เป็นของเหลว

00:01:17.092 --> 00:01:18.533
เริ่มกำลังจะแข็งตัว

00:01:18.533 --> 00:01:20.143
โมเลกุลจะรวมตัวเข้าด้วยกัน

00:01:20.143 --> 00:01:21.732
ใกล้ชิดมากขึ้นๆ

00:01:21.732 --> 00:01:23.743
แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่เกิดขึ้น

00:01:23.743 --> 00:01:25.087
น้ำมีลักษณะพิเศษ

00:01:25.087 --> 00:01:26.605
ของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุล

00:01:26.605 --> 00:01:29.099
ที่สสารประเภทอื่นไม่มี

00:01:29.099 --> 00:01:30.983
และมันถูกเรียกว่า พันธะไฮโดรเจน

00:01:30.983 --> 00:01:32.934
จำไว้ว่า ในพันธะโควาเลนท์

00:01:32.934 --> 00:01:35.187
อิเล็คตรอนที่แยกสองตัวถูกใช้ร่วมกัน

00:01:35.187 --> 00:01:36.399
โดยปกติแล้วอย่างไม่เท่าเทียมกัน

00:01:36.399 --> 00:01:37.609
ระหว่างอะตอม

00:01:37.609 --> 00:01:38.776
ในพันธะไฮโดรเจน

00:01:38.776 --> 00:01:41.774
อะตอมไฮโดรเจนแต่ละตัวถูกใช้ร่วมกัน
อย่างไม่เท่าเทียมกัน

00:01:41.774 --> 00:01:43.390
ระหว่างอะตอม

00:01:43.390 --> 00:01:46.124
พันธะไฮโดรเจนหนึ่งตำแหน่งมีหน้าตาดังนี้

00:01:46.124 --> 00:01:47.878
สองพันธะจะเป็นแบบนี้

00:01:47.878 --> 00:01:48.784
ทีนี้สาม

00:01:48.784 --> 00:01:49.725
และสี่

00:01:49.725 --> 00:01:50.715
และห้า

00:01:50.715 --> 00:01:51.420
หก

00:01:51.420 --> 00:01:51.964
เจ็ด

00:01:51.964 --> 00:01:52.439
แปด

00:01:52.439 --> 00:01:52.920
เก้า

00:01:52.920 --> 00:01:53.231
สิบ

00:01:53.231 --> 00:01:53.551
สิบเอ็ด

00:01:53.551 --> 00:01:54.306
สิบสอง

00:01:54.306 --> 00:01:56.391
และนับต่อไปได้เรื่อยๆ

00:01:56.391 --> 00:01:57.776
ในน้ำหนึ่งหยด

00:01:57.776 --> 00:02:00.146
พันธะไฮโดรเจนสร้างรูปแบบเครือข่ายขยายออกไป

00:02:00.146 --> 00:02:02.034
ระหว่างหลายร้อย หลายพัน หลายล้าน

00:02:02.034 --> 00:02:04.201
หลายพันล้าน หลายล้านล้าน โมเลกุล

00:02:04.201 --> 00:02:07.613
พันธะเหล่านี้จะแยกตัวแล้วรวมตัวกันใหม่เสมอๆ

00:02:07.613 --> 00:02:09.816
ตอนนี้ กลับไปที่น้ำที่เร่ิมเย็นตัวลงของเรา

00:02:09.816 --> 00:02:11.873
ตรงเหนือ 4 องศาเซลเซียส

00:02:11.873 --> 00:02:13.524
พลังงานจลน์ของโมเลกุลน้ำ

00:02:13.524 --> 00:02:16.529
มีปฏิสัมพันธ์สั้นๆ ระหว่างกัน

00:02:16.529 --> 00:02:18.450
พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นและแยกออก

00:02:18.450 --> 00:02:20.275
เหมือนความสัมพันธ์กับแฟนสมัยมัธยมปลาย

00:02:20.275 --> 00:02:22.588
อย่างที่บอก มันเร็วมาก

00:02:22.588 --> 00:02:23.782
แต่ใต้ 4 องศาเซลเซียส

00:02:23.782 --> 00:02:25.713
พลังงานจลน์ของโมเลกุลของน้ำ

00:02:25.713 --> 00:02:27.776
เริ่มที่จะลดลงจนต่ำกว่า

00:02:27.776 --> 00:02:29.671
พลังงานของพันธะไฮโดรเจน

00:02:29.671 --> 00:02:32.302
ดังนั้น พันธะไฮโดรเจนเกิดขึ้นถึ่กว่าเดิม

00:02:32.302 --> 00:02:33.627
แล้วก็แยกกัน

00:02:33.627 --> 00:02:35.479
และโครงสร้างที่งดงามก็เร่ิมจะปรากฏ

00:02:35.479 --> 00:02:37.113
จากความวุ่นวาย

00:02:37.113 --> 00:02:39.452
นี่คือสภาพของน้ำที่เป็นของแข็ง หรือน้ำแข็ง

00:02:39.452 --> 00:02:41.946
เมื่อดูในระดับโมเลกุล

00:02:41.946 --> 00:02:44.303
สังเกตการจัดระเบียบ โครงสร้างรูปหกเหลี่ยม

00:02:44.303 --> 00:02:47.003
มีความหนาแน่นน้อยกว่าโครงสร้างที่ไร้ระเบียบ

00:02:47.003 --> 00:02:48.739
ของนำ้ที่เป็นของเหลว

00:02:48.739 --> 00:02:50.941
และคุณก็รู้ว่าถ้าวัตถุมีความหนาแน่นน้อยกว่า

00:02:50.941 --> 00:02:52.370
ของเหลวที่มันอยู่

00:02:52.370 --> 00:02:53.646
มันจะลอยได้

00:02:53.646 --> 00:02:55.529
ฉะนั้น นำ้แข็งลอยน้ำ

00:02:55.529 --> 00:02:56.727
แล้วอย่างไรกันล่ะ

00:02:56.727 --> 00:02:59.640
ลองคิดดูถึงโลกที่ไม่มีก้อนนำ้แข็งลอยได้

00:02:59.640 --> 00:03:00.999
ที่หนาวเย็นที่สุดในทะเล

00:03:00.999 --> 00:03:03.237
คงจะมีก้นทะเลสีดำสนิท

00:03:03.237 --> 00:03:05.162
เมื่อมันจับตัวแข็ง ก็จะแข็งตลอดไป

00:03:05.162 --> 00:03:06.569
ลืมเรื่องโรลกุ้งมังกรไปได้เลย

00:03:06.569 --> 00:03:08.492
เพราะว่าสัตว์ประเภทกุ้งปูจะสูญเสียที่อยู่อาศัย

00:03:08.492 --> 00:03:11.144
ซูชิก็คงไม่ต้องพูดถึง 
เพราะว่าป่าเคลป์ก็โตไม่ได้

00:03:11.144 --> 00:03:13.261
แล้วเด็กชาวแคนนาดาจะทำอะไรในฤดูหนาว

00:03:13.261 --> 00:03:15.348
ถ้าไม่ได้เล่นฮอกกี้หรือตกปลาในทะเลสาบแข็ง

00:03:15.348 --> 00:03:17.134
ลืมรางวัลออสก้าของ เจมส์ คาร์เมรอน ไปได้เลย

00:03:17.134 --> 00:03:20.262
เพราะไททานิคก็คงจะรอดจากก้อนน้ำแข็ง

00:03:20.262 --> 00:03:22.088
บอกลาหิมะขาวที่ปกคลุมขั้วโลกเหนือ

00:03:22.088 --> 00:03:23.162
ที่สะท้อนแสงแดด

00:03:23.162 --> 00:03:25.099
ที่อาจหลอมละลายโลกเราแทน

00:03:25.099 --> 00:03:27.292
อันที่จริง ลืมเรื่องมหาสมุทรที่เคยเรียนมาได้เลย

00:03:27.292 --> 00:03:29.692
ซึ่งมันปกคลุมพื้นผิวโลกมากกว่า 70%

00:03:29.692 --> 00:03:32.110
ช่วยควบคุมชั้นบรรยากาศของทั้งโลก

00:03:32.524 --> 00:03:33.862
แต่ที่เลวร้ายที่สุด

00:03:33.862 --> 00:03:37.246
มันจะไม่น้ำเย็นอีกต่อไป

00:03:37.246 --> 00:03:40.384
อืมมมมม ชาเย็น