Как крошечные молекулы могут хранить СТОЛЬКО энергии?

Заботиться о своем здоровье стало проще – начните здесь с Zocdoc: https://zocdoc.com/arvinash #sponsored ОБЩАЙТЕСЬ С АРВИНОМ на Patreon   / arvinash   СВЯЗАННЫЕ ВИДЕО Как образовалась первая молекула во Вселенной?    • How Did the First Molecules FORM in the Un...   Почему атомы образуют молекулы?    • Why do atoms form molecules? The quantum p...   Квантово-механическая модель атома:    • The Quantum Mechanical model of an atom. W...   Почему энергия не может быть создана или уничтожена?    • Why Can't Energy Be Created or Destroyed?   РАЗДЕЛЫ 0:00 - Энергия НЕ запасается в химических связях 1:37 - Типы потенциальной энергии 2:38 - Электромагнетизм создает долину низкой потенциальной энергии 3:40 - Zocdoc 5:25 - Кривая потенциальной энергии Леннарда-Джонса 6:38 - Атомы описываются волновыми функциями, которые объединяются для снижения энергии 7:38 - Это самое большое заблуждение в химии 8:52 - Куда девается энергия, когда она высвобождается? 10:08 - Как пища питает наш организм? 11:05 - Почему бензин такой энергетический? 11:54 - Откуда изначально взялась энергия? 12:57 - А теперь немного углубленной квантовой механики! 14:49 - Но что же такое энергия? 16:19 - ЕДИНСТВЕННЫЙ руководящий принцип природы, определяющий взаимодействие атомов! КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ Как молекулы хранят энергию? Где на самом деле хранится химическая энергия, и почему бензин, водород, продукты питания и батареи содержат так много полезной энергии? Нас часто учат, что энергия «хранится в химических связях», но это распространенное объяснение вводит в заблуждение. На самом деле, разрыв химической связи требует энергии, а не её высвобождения. В этом видео мы исследуем, как на самом деле работает химическая энергия, от атомов и химических связей до АТФ, горения, волновых функций электронов и квантовой механики. Чтобы понять, что такое запасенная энергия, мы сначала рассмотрим потенциальную энергию и почему физические системы стремятся к более низкоэнергетическим, более стабильным конфигурациям. Атомы ведут себя аналогичным образом. Когда два атома приближаются друг к другу, электромагнитные взаимодействия создают энергетический ландшафт со стабильным минимумом. Это предпочтительное расстояние связано с химической связью. Это приводит к одной из важнейших — и часто неправильно понимаемых — идей химии: разрыв связей требует энергии. Так почему же при сжигании бензина, природного газа или водорода выделяется энергия? Потому что химические реакции не только разрывают старые связи, но и образуют новые. Когда продукты реакции имеют меньшую суммарную энергию, чем исходные вещества, разница в энергии может высвобождаться в виде тепла, света, электричества или полезной работы. Мы рассмотрим процесс горения на примере метана и объясним, почему образование стабильных молекул, таких как углекислый газ и вода, может выделять большое количество энергии. Мы также рассмотрим, как батареи используют химические реакции для производства электроэнергии. Затем мы перейдем к биологии. Ваш организм не просто «сжигает» пищу. В результате клеточного метаболизма энергия из пищи передается в молекулы, такие как АТФ, молекулярная энергетическая валюта, которая помогает обеспечивать сокращение мышц, передачу нервных сигналов, производство белков и многие другие процессы, необходимые для жизни. А откуда изначально взялась энергия в нашей пище? Большая её часть в конечном итоге может быть связана с солнечным светом, улавливаемым растениями в процессе фотосинтеза, — а этот солнечный свет поступает от ядерного синтеза внутри Солнца. В этом смысле большая часть химической энергии, питающей жизнь на Земле, имеет космическое происхождение. Наконец, мы углубимся в квантовую механику химических связей. Электроны описываются квантово-механическими волновыми функциями. Когда атомы приближаются друг к другу, их электронные волны взаимодействуют и перестраиваются в разрешенные квантовые состояния. Некоторые конфигурации имеют более низкую энергию, чем другие, создавая стабильные конфигурации, которые мы называем молекулами и химическими связями. Так где же на самом деле хранится химическая энергия? Не внутри связей, как энергия в крошечных батареях. Она связана с общим расположением электронов и атомных ядер и энергией этой молекулярной конфигурации. #Химия #физика #квантоваямеханика #химическаяэнергия #наука Понимание этого меняет наше представление о молекулах, химии, топливе, пище — и, в конечном итоге, о самой энергии.