Where does energy come from? - George Zaidan and Charles Morton

Вся энергия во вселенной… — Джордж Зейдан и Чарльз Мортон

Переводчик: Leyla Koroli Редактор: Aliaksandr Autayeu

Energy is not easy to define.

Не так просто дать определение энергии.

Things have energy,

Предметы обладают энергией,

but you can't hold

a bushel of energy in your hands.

но вы не можете подержать

килограмм энергии в руках.

You can see what it does,

Вы можете видеть, что делает энергия,

but you can't see it directly.

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

There are different types of energy,

Существует несколько видов энергии

but the differences between them

и разницу между ними можно увидеть

are manifested only in how they make stuff behave.

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

We do know that the total amount

Мы знаем, что общая сумма

of all the different types of energy in the universe

всех видов энергии во вселенной

is always the same.

всегда одинакова.

And, for chemists, two important types of energy

Для химиков, важны два вида энергии —

are chemical potential energy

потенциальная энергия

and kinetic energy.

и кинетическая энергия.

Potential energy is energy waiting to happen.

Потенциальная энергия — это энергия в ожидании действия.

Think of a stretched rubber band.

Представьте растянутую резинку.

If you cut it,

Если вы разрежете её,

all that potential energy

вся её потенциальная энергия

gets converted to kinetic energy,

превратиться в кинетическую,

which is registered by you as pain.

которую вы почувствуете как боль.

Like a stretched rubber band,

Как и растянутая резинка,

chemical bonds also store energy,

химические связи обладают энергией

and when those bonds are broken,

и когда эти связи разрушаются,

that potential energy gets converted

потенциальная энергия превращается

to other types of energy,

в другие виды энергии,

like heat or light,

как тепло или свет,

or gets used to make different bonds.

или используется для образования новых связей.

Kinetic energy is the energy of motion,

Кинетическая энергия — это энергия движения,

and molecules are always moving.

и молекулы все время движутся.

They're not necessarily going somewhere,

Они необязательно двигаются в каком-то направлении,

though they could be,

хотя могли бы,

but they are vibrating,

но они вибрируют,

stretching,

bending,

and/or spinning.

растягиваются,

сгибаются

или вращаются.

Take methane,

Возьмём метан,

which is four hydrogens

в котором четыре атома водорода

attached to a central carbon,

соединены с атомом углерода в центре,

as an example.

в качестве примера.

Drawn on paper,

Если нарисовать соединение на бумаге,

it's just a still tetrahedron.

это всего лишь неподвижный тетраэдр,

But in real life, it's a jiggling mess.

но в действительности, это колеблющаяся масса.

The kinetic energy of molecules

Кинетическая энергия молекул

is exactly the same type of energy

это такой же вид энергии,

as the energy you have

которым вы обладаете,

when you're moving around,

когда двигаетесь.

except that you can be still

Различие в том, что вы можете быть неподвижными,

and molecules can't.

а молекулы нет.

If you suck the kinetic energy

Если вы вытянете кинетическую энергию

out of a group of molecules,

из группы молекул,

they'll move less,

они будут двигаться меньше,

but they'll never fully stop.

но они никогда полностью не остановятся.

Now, in any group of molecules,

В любой группе молекул,

some will have more kinetic energy than others.

у одних будет больше кинетической энергии, чем у других.

And if we calculate

И если мы посчитаем

the average kinetic energy of the group,

среднюю кинетическую энергию группы,

we'd have a number mathematically related to

у нас появится число, которое математически будет коррелировать

temperature.

с температурой.

So, the more kinetic energy

Чем большей кинетической энергией

a group of molecules has,

обладает группа молекул,

the higher its temperature.

тем выше её температура.

And that means that on a hot day,

И это означает, что в жаркий день

the molecules in the air around you

молекулы в окружающем вас воздухе

are spinning, stretching, bending,

вращаются, растягиваются, сгибаются

and generally shooting around much faster

и в целом двигаются намного быстрее,

than on a cold day.

чем в холодный день.

Now, hot and cold, by the way,

Кстати, жарко и холодно —

are relative terms.

это относительные понятия.

They're always used to compare

Их используют в основном, чтобы сравнить

one thing to something else.

с чем-то другим.

So, on that hot summer day,

Так, в жаркий летний день,

the air molecules have more kinetic energy

у молекул воздуха больше кинетической энергии,

than the molecules in your skin.

чем у молекул на вашей коже.

So, when those air molecules crash into you,

Поэтому, когда молекулы воздуха ударяются о вашу кожу,

they transfer some of their energy

они передают немного своей энергии

to the molecules in your skin,

молекулам вашей кожи,

and you feel that as heat.

и вы чувствуете это как тепло.

On a cold day,

В холодный день,

the air molecules have less kinetic energy

у молекул воздуха кинетическая энергия меньше,

than the molecules in your skin,

чем у молекул вашей кожи,

so when you crash into those air molecules,

поэтому, когда вы ударяетесь о молекулы воздуха,

you actually transfer

вы на самом деле передаёте им

some of your kinetic energy to them,

часть своей кинетической энергии,

and you feel that as cold.

и вы чувствуете это как холод.

You can trace the path of energy around you.

Вы можете отследить путешествие энергии вокруг вас.

Try it at your next cookout.

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

You burn charcoal

Вы подожжёте угли,

and the release of that chemical potential energy

и освобождение этой химической потенциальной энергии

shows up as extreme heat and light.

повлечёт за собой появление тепла и света.

The heat then makes the molecules

Это тепло заставляет молекулы

of your burgers, your hot dogs, or your vegetables

вашего гамбургера, хот-дога или овощей

vibrate until their own bonds break

вибрировать до тех пор, пока их связи не разрушатся

and new chemical structures are formed.

и не образуются новые химические соединения.

Too much heat and you have a charred mess;

Если тепла слишком много, то вы получите обуглившуюся массу;

just enough and you have dinner.

если тепла в самый раз — вы получите ужин.

Once in your body,

Попав в ваше тело,

the food molecules in your delicious,

молекулы еды в вашем вкусном

or charred,

или обуглившемся ужине

dinner get broken down,

разрушаются

and the energy released

и освобождённая энергия

is used to either keep you alive right now

либо идёт на поддержание вашего организма прямо сейчас

or it's stored for later in different molecules.

или сохраняется в других молекулах для будущего использования.

As night falls,

Когда наступает вечер,

the hot summer air cools

горячий летний воздух остывает,

and the flow of energy into you slows.

и потоки энергии по направлению к вам замедляются.

Then, as the air reaches your skin temperature,

Дальше, когда температура воздуха достигнет температуры вашего тела

for the briefest of moments,

на какое-то абсолютно малое время,

the flow stops.

поток энергии останавливается.

And then it starts up again

И потом возобновляется,

in the opposite direction

но уже в противоположном направлении,

as energy leaves the warmer surface of your skin

поскольку энергия покидает вашу кожу, где температура выше,

to return to the universe around you,

чтобы вернуться в окружающую вас вселенную.

that energy, neither created nor destroyed,

Эта энергия никуда не исчезает и не появляется из неоткуда.

but ever shape-shifting,

Она — постоянно меняющий форму

the chameleon phoenix of our physical world.

феникс-хамелеон нашего физического мира.