OCD – Manifestare
obsesiv-chimică
O chimie matinală perfectă ar arăta așa, încă mai dorm, când primele raze de soare se strecoară jucăuș printre pleoape până ajung pe retină. Aceasta este conectată cu creierul prin nervul optic. În glanda pineală secreția melatoninei, a hormonului somnului, este oprită.
În vreme ce nivelul de melatonină scade încet, este secretată o cantitate rezonabilă de cortizol. Iată modul ideal prin care ne putem trezi din somn.
Există mai multe studii care demonstrează că melatnina constituie o terapie eficientă la insomnii sau pentru cei care nu reușesc să adoarmă decât foarte greu. Hm... Și de aici încotro? Într-adevăr, cercetătorii încă nu au putut stabili cu certitudine relația clară dintre melatonină și somn. Melatonina nu este un ”hormon al somnului”, ci un ”hormon al nopții”, care traduce corpului ce văd ochii noștri: că se întunecă.
Recomandabil ar fi să bei prima cafea la o oră după ce te-ai trezit, nu imediat. Injecția de cortizol reprezintă deja o modalitate naturală a corpului de a se trezi. La rândul ei, cofeina stimulează și ea secreția de cortizol. Te-ai gândit că nu poate fi idee mai bună decât să adaugi la cantitatea matinală de cortizol încă o porție bună de hormoni din cafea! Din păcate (sau din fericire) corpul nostru nu funcționează așa. El este adeptul cumpătării. Poți fi sigur că pe termen lung se va învăța cu energia din cafea, limitând propriile servici de management al stresului matinal. De aceea mai bine aștepți cam o oră, până scade cortizolul natural, și apoi suplimentezi cu cafea.
Ai să te întrebi ce rost are să-ți închipuo o lume din multe particule minuscule, dacă oricum nu le poți observa? În acest fel îți poți explica diverse stări de agregare: solidă, lichidă și gazoasă. în funcție de mobilitatea particulelor, substanța este solidă, lichidă sau gazoasă.
Ceașa de cafea este solidă, pentru că particulele ei se mișcă puțin. În conținutul lichid al ceștii, cafeaua, particulele sunt mai mobile. Dar cele mai sălbatice sunt molelculele din aer, cele gazoase. Ele se mișcă fără a ține cont de vecinele lor.
Ca să treci dintr-o stare de agregare în alta trebuie să modifici temperatura. Temperatura nu este altceva decât mișcare particulelor. Cu cât mai fiebinte, cu atât mai rapidă, cu cât mai lentă, cu atât mai rece.
Dacă priviți acum ceașca de cafea aburindă, înțelegi mult mai bine că, atunci când lichdul este fierbinte, molelculele de apă se mișcă repede și se lovesc unele de altele. Cele care se transformă în aburi sunt atât de rapide și au nevoie de atât loc, că înghesuiala iese din ceașcă și se transformă în aburi.
Cum se transmite căldura din cafea în ceașcă și apoi pe masa de bucătărie? Transmiterea călduri ieste rezultatul coleziunii dintre particule și a transferului de energie cinetică. Particulele de cafea ao iau razna în ceașcă. Iar în mișcarea lor dezordonată se tot lovesc de marginea recipientului. Când particulele de cafea se lovesc de margine, particulele ceștii se activează ș ele și încep să vibreze repede. La rândul lor, ele se lovesc de particulele mesei din bucătărie și le fac și pe acestea să vibreze mai puternic. Deoarece căldura se transmite mereu mai departe către un loc mai rece, masa de sub ceașcă se încălzește.
Acum înțelegem de ce cafeaua se răcește la un moment dat: din același motiv pentru care un pendul se va opri cândva. Ca și la mașinuțe, particulele se frânează unele pe altele prin coliziune, până când toate ajung la temperatura, respectiv viteza din spațiu.
Toate particulele, dar și întregul Univers, cu tot ce conține el, se supun primului principiu al termodinamicii. Este vorba de principiul care spune că energia se conservă în timp, ea nu poate fi creată sau distrusă, ci doar tranformată dintr-o formă în alta. Putem spune așa: cantitatea de energie a unui sistem rămâne mereu constantă. Când o particulă preia mai multă energie, atunci aceeași cantitate de energie se va pierde din alt loc. La o coliziune, dacă o particulă transmite energia sa cinetică alteia, aceasta din urmă va accelera, în timp ce prima va încetini. Dacă nu, ar însemna să producem energie din nimic, iar asta este imposibil. Nici să distrugem energie nu se poate, fiind contrar principiilor termodinamicii.
Dacă temperatura nu este altceva decât mișcarea particulelor, atunci al doilea principiu al termodinamicii este ușor de înțeles. Potrivit acestuia, căldura se transmite mereu de la cald la rece și niciodată invers. Dacă puneți o sticlă de Cola într-o găleată de gheață, răceala nu se va transmite din gheață în sticlă, ci invers. Căldura din sticlă se transmite în cuburile de gheață, acestea se încălzesc și, astfel, sticla se răcește.
Data viitoare când cineva mai exclamă ”Închide fereastra că intră frigul”, faceți bine și reacționați la o astfel de aberație termodinamică și răspundeți-i: ”Vrei să zici că iese căldura!”
Felicitări ați trecut examenul la Introducerea în chimie și fizică!
Moartea vine prin
pasta de dinți
Bacteriile de pe dinții noștri trăiesc așa-numita placă dentară. Aceasta este o peliculă subțire, apoasă, cu care sunt acoperiți dinții noștri. Placa se mai numește tartru. Pastele de dinți, apele de gură se laudă că ne ajută în lupta ”împotriva plăcii bacteriene”. Nu vreau să distrug nimănui iluziile, însă nu este posibil să scapi definitiv de placă. Ce se pot schimba sut condițiile din acest mediu, iar asta le poate îngreuna viața bacteriilor care trăiesc acolo.
Dacă mâncăm zilnic zahăr sau carbohidrați, bacteriile se înfruptă și ele și secretă în contrapartidă acizi. În cele din urmă, bacteriile transformă zahărul într-un proces chimic complex. La fel ca noi, și substanțele iau parte la procese metabolice, în care transformă molecula de zahăr în moleculă de acid, direct pe suprafața dinților noștri.
Smalțul dinților se compune, în cea mai mare parte, dintr-un mineral numit hidroxiapatită. Ciudat, să-ți speli dinții cu pulbere de dinți. Nu doar că este ciudat, dar nci măcar nu este eficient contra cariilor. Înțelegem asta când pricepem ce sunt cariile: hidroxiapatitei din smalțul nostru nu îi plac acizii, pentru că o descompun. Ce-i drept, se întâmplă lent, cu viteza cu care ni se formează o gaură în dinte, dar oricum nu este bine. Zahrul care se transformă în acid nu constituie singura problemă. Multe alimente conțin deja acizi. Sucul de portocale, de exemplu. De două ori nociv pentru dinți, zahăr plus acid. Și cafeaua este acidă. Fluorura există în pasta mea de dinți ca să mă ajute să lupt împotriva descompunerii smalțului dinților!
Fluorurile sunt ioni încărcați negativ, anioni. În hidroxia patita din dinții noștri se găsesc anioni, așa-numiții ioni de hidroxid. Fluorura este mică și se găsește aproape peste tot, chiar și în smalțul dinților. La spălatul dinților ea pătrunde peste tot și scoate ionii de hidtroxid. Sună agresiv, dar este un lucru bun. Prin acest schimb, la suprafața dinților se formează un strat subțire dintr-un mineral solid, stabil, numit fluorapatită, împotriva căruia acizii nu prea mai au ce să facă. Apropo, dinții de rechin se compun aproape în întregime din fluorapatită. De aceea sunt atât de puternici, iar mușcătura de rechin este atât de dureroasă.
Cum acționează pasta de dinți fără fluoruri? Mă tem că nu la fel de bine. Fluorurile sunt înlocuite de hidroxiapatită, deci de mineral din smalțul dinților. Când acesta se descompune, ideea ar fi că noi adăugăm unul nou. Dar un scut împotriva plăcii acide nu se poate forma în acest mod. Cariile jubilează.
Rămâne totuși întrebarea: sunt fluorurile otrăvitoare?
Așa cum spune Paracelsul – și aici urmează o propoziție importantă – doza face otrava. Da te poți otrăvi cu o doză mai mare de fluorură. Cea acută, letală (adică otrăvitoare), este de câteva grame la adulți. Doar că nu știu cum o astfel de doză ar putea fi folosită vreodată în afara unui laborator de chimie.
Să recapitulăm: fluorura, în concentrația aprobată din pasta de dinți, este bună împotriva cariilor. În cantități mai mari există riscul apariției fluorozei. Dar teama de calcifiere a glandei pineale deschide o altă cutie a Pandorei. Această teamă pare destul de răspândită și se numără printre maladiile internetului, în care, în diverse forumuri sau grupuri de Faceebook, sunt întreținute anxietățile nedovedite științific.
La fel ca placa dentară, și pielea noastră este înțesată de o varietate de microorganisme. Oricât ne-ar plăcea să știm că în orice moment pe no ise plimbă bacterii și alte vietăți, nu trebuie să uităm că acest microbiom este inofensiv și chiar util. Trebuie să ne imaginăm pielea și locuitpri iei ca pe un ecosistem complex, aflat într-un echilibru armonios. Există însă și microorganisme mai ăuțin folositoare, cum ar fi microbii, cu care intrăm în contact în special prin mâini. De aceea este important să ne spălăm pe mâini. Ajungem astfel la cel mai important element chimic din baie: tensidele.
Tensidele se găsesc inclusiv în pasta de dinți, dar tensida clasică este săpunul, din săpunul de mâini sau din șampon. Fără săpun, spălatul cu apă nu ar fi la fel de eficient. Pentru că pielea noastră este de-a dreptul hidrofobă, adică urăște apa. Membranele celulare ale pielii sau spațile dintre celule sunt formate din molecule hidrofobe. Substanțele hidrofobe nu se amestecă și nici nu se dizolvă în apă. Alte substanțe hidrofobe sunt uleiurile și grăsimile. De aceea în loc de hidrofob poți spune și lipofil, adică iubitor de grăsimi. Când faci un sos de salată din oțet și ulei, poți observa cumuleiul și apa nu se amestecă, există o așa-numită limită de separare. Molelculele de apă și cele de ulei nu vor să aibă nimic de-a face unele cu altele, se resping și prefer să nu se amestece.
Antonimul lui hidrofob este hidrofil, iubitor de apă. De exemplu, alcoolul este un lichid hidrofil, de aceea se amestecă bine cu apa. Moleculele de etanol și cele de apă se înțeleg nemaipomenit. Ele interacționează între ele și se atrag. Și zahărul sau sarea sunt substanțe hidrofile, de aceea se dizolvă în apă, dar nu în ulei.
În mod obișnuit, fiecare substanțăă poate fi catalogată drept hidrofilă sau hidrofobă, dar limita dintre ele nu este clar delimitată. Pielea noastră este mai degrabă hidrofobă. Așa ne protejează cel mai bine, la urma urmei nu ne-am dori să se topească în ploaie sau sub duș. Asta înseamnă că pielea nu interacționează bine cu apa. În plus, porii din apă nu doar produc transpirație, ci și seu, adică grăsime – o substanță hidrofobă. Bacteriile au și ele o piele, unicelularele o membrană celulară, și ea hidrofobă. Pentru că seul și bacteriile nu vor să aibă de-a face cu apa, nu sunt foarte impresionate când pui apă pe ele.
Acum câteva mii de ani oamenii au descoperit săpunurile, adică tensidele. Aceste substanțe magice sunt amfifile, adică reunesc atât calitățile hidrofobe, cât și pe cele hidrofile într-o singură moleculă. În general, săpunurile sunt molecule lungi cu două componente: o coadă lungă hidrofobă și un cap hidrofil. Cam ca un ac de gămălie.
Dacă arunci tenside în apă, poți observa lucruri fascinante: moleculele formează singure structuri geometrice. Asta se întâmplă deoarece cozile hidrofobe se feresc de apă și se poziționează în așa fel încât să aibă cât mai puțin contact cu ea. Se formează așa-numitele micelii, în care cozile hidrofobe sunt poziționate spre interior, în vreme ce capetele hidrofile sunt poziționate spre exterior. Miceliile pot fi rotunde, liniare sau curbate.
Tensidele înclină să se ordoneze la suprafață. Această calitate se numește surfactantă. Dacă adaugi ulei de măsline și apă cu săpun într-un pahar, cele mai multe tenside se vor poziționa la suprafață, la limita dintre apă și ulei, cu capetele hidrofile întreptate spre apă și cu cozile hidrofobe spre ulei. Același lucru se întâmplă și la granița dintre apă și aer. Aerul nu este chiar hidrofob, însă cozile hidrofobe se gândesc cum să scape în primul rând de apă, așa că ies la aer.
Pe acest principiu funcționează spuma de baie și baloanele de săpun. Un balon de săoun este deosebit de fragil. De fapt, este incredibil de stabil, dacă te gândești că este o bilă goală din apă, o suprafață curbă de lichid supusă unei tensiuno extreme.
Sună ciudat, nu? Cum poate un lichid să fie supus unei tensiuni mecanice? Aș cum o riglă de plastic poate fi tensionată când o îndoim, șa se tensionează și apa când încercăm să facem baloane de săpun. Vorbim aici de tensiunea superficială a apei.
Până atunci, să ne închipuim că la suprafața apei acționează forțe care o fac să fie un pic rigidă. Tensidele ocupă suprafața și o fac mai flexibilă și mai elastică. Așadar, tensidele diminuează tensiunea superficială a apei. Astfel apa se curbează în baloane de săpun și în balonașe și mai mici, și mai curbate, fără de care băile cu spumă nu ar fi posibile.
Pentru că tensidele sunt amfifile, ele sunt niște intermediari extraordinari între substanțele hidrofile cum este apa și cele hidrofobe, precum seul, murdăria sau bacteriile. Dacă ne spălăm cu apă și săpun, substanțele hidrofobe din pile pot fi izolate în interiorul miceliilor și apoi îndepărtate prin clătire cu apă. Același principiu se aplică produselor de curățare menajeră și a pastei de dinți.
Сum se produc astfel de ace cu gămălie?
Pentru primele săpunuri se fierbeau uleiuri și grăsimi împreună cu cenușă de plante. Reacția chimică se numește saponificare. Substanța de bază este întodeauna grpsimea. Grăsimile și uleiurile sunt trigliceride din punct de vedere chimic, asta înseamnă că o moleculă de grăsime este o combinație de trei acizi grași. Acizii grași sunt predestinați să formeze săpun. Ei se compun dintr-o coadă lungă hidrofobă, la capătul căreia atârnă o grupă de acizi care poate fi un cap hidrofil extraordinar. Acul cu gămălie este format. Doar că grupele de acizi dintr-o trigliceridăă sunt legate în așa fel încât să nu permită interacțiunea cu apa. Ne putem închipui grăsimea sau triglicerida ca pe trei ace cu gămălie, legate prin ele prin capete. Capetele se pot elibera dacă aduci în ecuație un partener de reacție bazic. Cenușa din plante conține săruri bazice, săruri de potasiu. Iar acizii și bazele intră ușor în reacție unele cu altele.
Dacă fierbi grăsimea cu sărurile de potasiu, trinomul trigliceridelor se descompune și obții acizi grași liberi, cu capetele saponificate. Saponificat înseamnă ci grupa de acizi este încărcată negativ, la fel ca un ion de fluorură. Grupele încărcate cu sarcină electrică se înțeleg de cele mai multe ori de minune cu apa.
Și astăzi săpunurile se produc după același principiu, doar că, în loc de cenușă sau săruri de potasiu, se folosește hidroxid de sodiu (NaOH). Această bază mai puternică se potrivește de minune pentru saponificare. Reacția funcționează cu toate soiurile de grăsime, în cazul săpunurilor normale se folosesc grăsimi ieftine ca seul sau grăsimile de porc ori din oase.
Săpunurile naturale din uleiuri pure – de cocos, de măsline sau de avocado – câștigă tot mai mult teren. Săpunurile naturale nu sunt altceva decât săpunuri de casă, doar că au în compoziție uleiuri mai atractive decât untura de porc. Dar tocmai săpunurile naturale care se laudă că sunt ”până la 100% ulei de bla bla saponificat” sunt prin definiție săpunuri de casă. Structura și proprietățile lor chimice sunt similare cu cele ale săpunurilor de casă din untură. Deseori săpunuriele naturale sunt prezentate ca fiind delicare și protejând pielea. Desigur, cocosul, măslinele și avocado par delicate și hrănitoare. Dar din punct de vedere chimic lucrurile nu stau chiar așa.
Săpunurile de casă originale, la fel ca săpunurile naturale au o singură calitate: sunt eficiente. Ele curăță în profunzime, pentru că grupa lor hidrofilă, capul acid, este atât de hidrofol. Asta înseamnă că sunt în același timp foarte agresive. Nu ca fluorul, dar tensidele cu putere mare de spălare pot irita sau usca piele. Exact din acest motiv nu este recomandat să facem duș zilnic. Prin curățare temeinică atacăm ecosistemul florei dermice care ne îngrijește pielea. În plus, grăsimile nu se produc ca să ne enerveze pe noi sau ca să ne apară coșuri, ci ca să ne protejeze pielea de deshidratare. Dacă pielea este prea uscată, ea nu doar că ne va ustura, dar se va și crăpa. Ea nu-și va mai putea îndeplini sarcina de protecție, iar virusurile și bacteriile se vor strecura ușor printre fisuri.
Adepții săpunurilor naturale au un inamic public declarat: tensida lauret-sulfat de sodiu. Este o tensidă sintetică, ”chimică” – pentru unii motiv suficient ca să o înlocuiască cu săpunuri cu ulei de măsline pur. Dar sufixul ”et” din lauret-sulfat de sodiu transformă tensida într-un săpun mai delicat decât săpunul de rufe, așadar, mai potrivit pentru uz cosmetic. Particula ”et” reprezintă eterul din substanță, un fel de element de trecere dintre cap și coadă, poziționat pe scala hidrofob-hidrofil udeva la mijloc. Cu cât este mai lung acest element, cu atât este mai slabă puterea de curățare, deci săpunul este mai delicat cu pielea. Lauret-sulftul de sodiu nu este mai agresiv, doar pentru că este o tensidă sintetică din laborator. Din contră, tocmai labortorul permite producerea unor tenside mai delicate cu pielea, care nu ar fi posibile prin saponificare naturală.
Îmi plac săpunurile naturale pentru că protejează mediul, dar cine are pielea senisibilă sau uscată, ar trebui să folosească săpunurile de casă doar pentru mâini. Mă doare inima să văd cum toate tensidele sintetice sunt luate de-a valma și catalogate drept ”chimicale”. Nu înețelg nici diferența dintre săpunurile naturale și cele chimice. La rândul ei, producția de săpunuri naturale este un proces chimic. Uleiul de avocado poate fi natural, dar fără hidroxid de sodiu oricum nu iese săpun din el. În plus, în laborator se pot produce și tenside prietenoase cu mediul. Dar ”fără chimicale” vinde mai bine. Ar trebui să denumim această discriminare nejustificată a chimiei, această abordare diferențiată, ”chimism”.
De fapt, problema este marketingul producătorilor, indiferent că e vorba de produse ”naturale” sau ”chimice”. Cel mai bun exemplu îl constituie noul trend prin care produsel de curățare se vând ca ”apă micelară”, ”șampon micelar” sau ”șervețele micelare”. Această ”tehnologie inovatoare” nu este altceva decât o găselniță de marketing,. Fiecare produs cu tenside conține, firește și micelii. Poate n-ar fi o ideea rea să lansăm pe piață și ”pastă de dinți micelară”. Îmi și închipui cum ar suna: ”Nou! FĂRĂ fluorizi! CU tehnologie micelară!”
Statul jos este noul fumat
”Cine stă mult jos moare mai repede”
”În Germania mor de două ori mai mulți oameni din cauza lipsei de mișcare decât din cauza consumului de țigări.”bolile sistemului cardiovascular, obezitatea, diabetul de tip 2, cancerul și depresia – toate sunt corelate cu un stil de viață sedentar.
În articolul ”Sitting is the now smoking: Where do we stand?” (”Statul jos este noul fumat: cum stăm?„), doctorul Benjamin Baddeley scrie:
”Dacă un extraterestru ne-ar vizita planeta, ar fi uimit de viața modernă a omului și nu în ultimul rând de relația noastră cu efortul fizic. După șase milioane de ani petrecuți ca vânători și culegători, putem observa cum acum oamenii se cuibăresc în camere calde, se împotrivesc legii gravitației, tolăniți în fotolii comode în fața unor ecrane luminoase, sunt ransportați de scări rulante de la un etaj la altul, fără să facă efort și stau în cutii încălzite călătorind de pe un continent pe altul. În mod ciudat, putem observa aceeași oameni cum își petrec ”timpul liber” alergând fără motiv pe afară, indiferent de vreme, cum dau banii într-un loc numit ”studio de fitness” pentru a ridica obiecte grele sau pentru a alerga pe o bandă până se înroșesc la faț ăși transpiră.”
Fără îndoială suntem o specie care cade tot mai des pradă bolilor netransmisibile. Este vorba de boli netransmisibile care se răspândesc totuși asemenea unor epidemii moderne. Boli cronice care avansează lent. Cele patru categorii principale sunt bolile sistemului cardiovascular (ca atacurile cardiace sau vascular-cerebrale), cancerul bolile pulmonare cronice sau diabetul de tip2. Bolile netransmisibile stau la baza a 71% dintre decesele din lume. Potrivit OMS, 25 milioane de oamen iîntre 30 și 69 de ani mor din cauza acestor boli. Aceste boli pot fi prevenite în mare parte. Cei mai mulți factori sunt la îndemâna noastră: fumatul, consumul excesiv de alcool, alimentația nesănătoasă și lipsa de mișcare.
Știm deja că lipsa de mișcare face rău, iar sportul face bine. Și ne este clar că stând jos ne mișcăm puțin sau deloc. Dar cât de periculos este?
O căutare pe Google pe tema ”statul jos este noul fumat” va scoate la iveală felurite articole. Citind, vei afla că inclusiv sportul regulat nu poate contracara efectele statului pe jos. Este important să nu stai mult jos, să te ridici măcar o dată la o oră sau mai bine să folosești direct un birou fărăr scaun, astfel statul jos mult timp distruge toate avantajeșe pe care le câștigi cu greu în studioul de fitness sau la alergat în parc. Din acest punct de vedere, statul nu este doar opusul mișcării sănătoase, ci un inamic activ al sănătății.
Cât de adevărate sunt astfel de enunțuri?
Ne place să credem că știința ne pune la dispoziție evidențe clare, dar interpretarea lor este de multe ori atât de complexă, că nu pot rezulta mereu și în mod automat evidențe. Uneori ai o ipoteză și găsești în experiment confrmarea ei. Dar asta nu face din ipoteză o evidență, ci o supoziție bine argumentată.
În plus, ne place să credem că enunțurile ”demonstrate științific” sunt adevărate. Dar de multe ori ”adevărul” n ueste decât suma actuală a tuturor supozițiilor bine argumentate. Experimentele noi pot duce la concluzii noi, care pot pune sub semnul întrebării lucrurile considerate până atunci ”adevărate”. Cine gândește științific trebuie să fie pregătit să nu se mulțumească cu un răspuns simplu.
Lucrurile stau mai bine într-un articol științific dintr-un ziar. Ține fără îndoială de penița jurnalistului, riscul fiind că aici pot apărea interpretări greșite sau simplificări are rezultatelor cercetărilor.
Problema este că aceste rezultate sunt greu de verificat în baza unui articol de ziar. Sigur ne putem duce la studiul-sursă. Dar ele sunt de neînțeles, pe multe planuri! Sunt scrise într-un alt limbaj, cel științific. Cu detalii și diferențe fine care te împiedică să tragi o concluzie clară.
Este clar acum cât de imporatntă este medierea mesajului științific, pentru că, dacă citești singur studiul, probabil că nu ai ajunge foarte departe. Dar toți jurnaliștii știu că ne plac lucrurile simple. Și titlurile simple. Și mai bine: simple și dramatice! Astfel apar titluri ca ”Statul jos este noul fumat”.
Cercetătorii științific din Australia au evaluat aproape 50 de articole de ziar (online sau tipărite) pe tema pericolului provocat de statul jos. Rezultatele sunt foarte interesante:
În primul rând: aproape o treime din articole arătau că statul jos îndelungat este atât de nociv, încât neutralizează efectele sănătoase ale sportului.
Există diferență dacă mă mișc în fiecare zi câte puțin sau dacă fac toată mișcarea într-o singură zi din săptmână? Chiar așa numiții Weekend Warriors – ”războinicii weekendului” -, care fac sport doar una sau două zile pe săptămână pot lupta eficient contra statului jos.
Dacă citești cu atenție studiul Weekend Warriors, o să afli c ar trebui să-ți scurtezi cu câteva ore bune timpul zilnic de stat jos ca să ajungi la aceleazp rezultate ca atunci când practici sport una sau două zile pe săptămână. Dacă oscileșzi între să stai mai puțin jos, să faci zilnic o plimbare sau o dată pe săptămână sport intens, atunci probabil ar trebui să te întrebi pe care din cele două le-ai putea face mai des. În acest caz la fel ca în cazul dietelor: eficientă este dieta pe care poți s-o ții mai mult timp. În acelaș itimp, rezultatele științifice pot fi citite și într-o notă constructivă: obiectivele noastre pentru o viață sănătoasă și activă s-au îmbogățit cu încă o activitate: să stăm mai puțin jos. Este o șansă pentru cei care nu vor sau nu pot să facă sport.
În al doilea rând: un sfert de articole au subliniat că riscul cel mai mare este pentru oamenii care muncesc la birou.
Este firesc, cine lucrează la birou stă jos multe ore. Dar dacă privești cu atenție statisticile: cine stă la birou trăiește mai sănătos decât o persoană care petrece mult timp în fața televizorului.
Iată un exemplu minunat care ne arată că cifrele sigure nu se traduc în activități raționale. Am că explic cum se ajunge la această corelație: cine lucrează la birou are un statut socioeconomic ridicat, un anumit nivel de educație și își poate permite un anumit stil de viață. în ageneral, acești factori avantajează o sănătate fizică și psihică mai bună. Din punct de vedere științific, oameni ibogați sunt mai sănătoși.
Un consum ridicat de televiziune se corelează statistic cu un statut socioeconomic scăzut, un nivel de educație limitat și o rată mai mare a șomajului. La rândul lor, acești factori se corelează cu o snătate fizică și psihică mai proastă i cu o alimntație mai puțin sănătoasă.
Vedeți cât se complică lucrurile. Cu alte cuvinte: doar pentur că statul jos la televizor este legat de un risc mai mare de boli netransmisibile, nu înseamnă automat că în aceast ecuație complexă statul jos reprezintă pericolul cel mai mare.
Putem spune cu siguranță un lucru: bolile netransmisibile pot fi corelate cu ctatutul socioeconomic.
În al treilea rând: penste 90% dintre articole subliniează că este responsabilitatea individului să se miște.
”Un pic mai multă mișcare” este ușor de zis și mai greu de făcut, pentur unii chiar mai greu decât pentru alții. Faptul că 80% din cazurile de boli netransmisibile apar în rțndurile populațiilor cu venituri mai mici nu ține de voința locuitorilor, ci mai degrabă de statutul socioeconomic și circumstanțele complexe care derivă din aceasta..
Dacă vrem să luptăm contra bolilor netransmisibile, avem multe arme la îndemână. De la educație la educare și până la măsuri concrete care să încurajeze mișcarea și care să fie integrate de angajatori în programul zilnic de muncă, aum ar fi birouri reglabile sau pauze de mișcare reglementate.
Cu ce rămâneți din rezultatele cercetărilor este decizia voastră. Important este că nu trebuie să ne mulțumim cu răspunsuri concise, ci să privim situația din toate unghiurile. Putem lua decizii bune doar dacă înțelegem cu adevărat problemele.
Haotic prin natură
Ordinea și buna purtare fac casă bună, pentru asta există chiar dovezi științifice. Psiholgul Katie Liljenquist observă că simplul miros de praf de curățat cu aromă de lămâie ne poate determina să ne comportăm mai etic. Ea a lucrat cu două grupe de subiecți în două camere identice, doar că sala A era fără miros, în timp ce în sala B mirosea a praf de curățat cu aromă de lămâie. În mod surprinzător, subiecții din camera B s-au comportat mai corect și mai generos în timpul experimentului și au fost dispuși să facă donații unei organizații de caritate. Să fi fost vorba de simpla asociere cu curățenia sau mirosul de lămâie a avut un efect magic?
Psihologul Kathleen Vohs a aprofundat problema câțiva ani mai târziu și a adus două grupuri de subiecți într-o cameră în care se făcuse recent ordine și într-una dezordonată. Vohs a lăsat grupele s facă diverse activități fără corelație între ele și să răspundă la chestionare. Între ele se afla o cerere de donație. La fel ca în cazul prafului de curățat, morala s-a îmbinat cu ordinea: participanți idin camera ordonată au fost dispuși să doneze mai mult. la sfârșitul experimentului, participanților li s-a oferit o gustare: fie un măr, fie ceva dulce. Aceea care-și petrecuseră timpul în camera ordonată au ales mai des mărul, în vreme ce ”dezordonații” su preferat snackul nesănătos. Se pare că noi, oamenii avem nevoie de ordine și disciplină ca să ne comportăm așa cum trebuie.
Dar nu pot să nu mă întreb cât de reproductibile sunt aceste studii. Reproductibilitatea înseamnă: dacă aș repeta același studiu cu aceleași metode, dar cu alți participanți, aș ajunge la același rezultat? Din păcate, răspunsul este: nu întdeauna. În funcție de cât de pesimist ești, răspunsul ar putea să sune și: nu de prea multe ori.
În 2015 a fost publicat un proiect de mari dimensiuni, la care s-au alăturat 270 de oameni de știință. Ei au luat 98 de studii psihologice deja publicate și le-au repetat. Mai puțin de jumătate au ajuns la același rezultat ca în studiile originale – un duș destul de rece, ca să mă exprim delicat. Care să fie cauza?
Problema slabei reproductivități apare în special în psihologie. De exemplu, studiile psihologice se bazează deseori pe chestionare, adică pe afirmațiile participanților la studiu. Cât de mult te poți baza pe ele?
Răspunsul vi-l dați singuri. Deocamdată cu există metodă mai bună pentru a afla cum se simte cineva. În plus, relevanța statistică presupune un anumit număr de participanți. Un studiu bun presupune un număr cât mai mare de participanți. Trebuie găsite metode care să poată fi puse în practicх și reproduse la scară largă. Cercetătorii pot lucra corect și cu simțul răspunderii, dar asta nu înseamnă că nu pot greși, pentru că eroarea este ascunsă în însăși metoda de cercetare. Rezultatele izolate pot să ne inducă în eroare. Nu vreau să spun că studiile psihologice sunt o prostie. Putem să ne bucurăm în continuare de concluzii precum ”soluția de curățat cu aromă de lămâiei ne face mai cuminți”, atâta timp cât nu uităm niciun moment să privim cu un ochi critic. O reacție potrivită ar fi: ”Ce interesant”, nu: ”Hai să dezinfectez camera copiilor!”
Ideea că ordinea ne face să acționăm moral se corelează cu așa-numita teorie a ferestrei sparte, din domeniul prevenirii criminalității. Potrivit acestei teorii, trebuie pedepsite cu asprime delictele minore, cum ar fi gunoiul de pe stradă, mâzgâliturile cu graffiti sau ferestrele sparte, pentru că delictele majore își au punctul de pornire în delictele minore. Ordinea și disciplina luptă împotriva criminalității, atât timp cât delicteșe monore sunt combătute riguros și pedepsite aspru. Această teorie a fost și eate combătută, deoarece pedepsele nu țin cont de circumstanțe, iar eficacitatea măsurilor nu este dovedită. Cu toate aceste, unii continuă să facă referire la studiile mai sus amintite. Un alt exemplu că uneori rezultatele științifice nu sunt decât păreri bine fundamentate și nu este indicat întodeauna să le punem în practică.
Kathleen Vohs și colegii ei și-au pus întrebarea: dacă omul are atâta nevoie de structură și ordine, de ce se impune mereu haosul? Vohs s-a folosit din nou de două camere pentru experimente, una ordonată și una în dezordine, ca să testeze teoria deja răspândită, dar niciodată dovedită devedită științific: haosul generează creativitate.
Sarcină creativă pentru voi: imaginați-vă că aveți o fabrică de mingi de ping-pong și vă confruntați cu problema că oamenii joacă tot mai puțin tenis de masă. Ca să nu dați faliment, trebuie să găsiți noi întrebuințări pentru mingile de tenis. Câte vă vin în minte? Dați frâu liber imginației, veniți cu idei trăsnite, chiar dacă sunt greu de pus în practică
Aceastaa este sarcina pe care le-a dat-o Vohs celor două grupuri de participanți. Participanții din camera în dezordine au avut idei mai creative și mai puțin convenționale de folosirea mingilor de tenis, de exemplu ca formă de făcut gheață sau ca modele moleculare. O competență-cheie a oamenilor creativi o reprezintă gândirea neconvențională, punerea lucrurilor în contexte neobișnuite și combinarea celor care au puține în comun. Dezordinea pare să ne ajute aici.
Într-un alt experiment, Vohs le-a oferit participanților din cele două camere sucuri de fructe, etichetate ca ”noi” sau ”clasice”. Participanții din camera ordonată au preferat băutura ”clasică”, cei din camera în dezordine pe cea ”nou. Haosul ne îndeamnă să ne avântăm în teritorii necunoscute, noi, neconvenționale.
Din punct de vedere chimic, îmi place să raportez haosul la termodinamică. Termodinamica esre un domeniu minunat, în care se întâlnesc fizica și chimia. Legile termodinamicii aduc cu drepturile omului, doar că pentru molecule. Ele nu diferențiază între particule diverse. Nu contează dacă vorbim despre o moleculă de oxigen sau despre un atom de aur, legile termodinamicii se aplică tuturor ființelor vii, obiectelor, moleculelor, atomilor, proceselor fizice și chimice.
Termodinamica reprezintă (alături de mecanica cuantică) înțelegerea științifică fundamentală a acestei lumi și a acestui univers. Iar termodinamica spune: universul nu tinde să fie haotic, el trebuie să fie așa.
Aerul din jurul nostru este format din 78% azot gazos, 21% din oxigen, restul de un procent sunt gaze rare și dioxid de carbon. Însă aceste molecule de gaz ocupă mai puțin de 0,1% din volumul camerei. Restul e nimic!
Într-un volum de aer de un centimetru cub se găsesc cam 26 de trilioane de molecule de gaz. Vorbim de un număr cu 20 de cifre înainte de virgulă.
Aceste molecule de aer au și ele o masă, una nu cântărește mult, dar însumate adună 1,2 kilograme per metru cub. Aceasta este densitatea aerului.
Molecule nu au doar masă – acest vârtej incredibil se și mișcă! Cât de repede se mișcă depinde de temperatură. Cu cât mai cald cu atât mai repede. La temperatura camerei, moleculele de gaz ne trec pe la ureche cu o viteză de 1000 de kilometri pe oră. Ai putea spune că pun presiune pe noi. Și chiar așa și este. Presiunea este forța per suprafață, iar prin lovirea continuă asupra noastră și asupra altor suprafețe, ele degajă o presiune – presiunea aerului. Aceasta este de 1 bar, ceea ce corespunde unei greutăți de mia bine de 10 000 de kilograme pe metru pătrat.
S presupunem că suprafața de deasupra capului meu este de 0,1 metri pătrați. Asupra mea exercită o presiune a aerului de circa 1 000 de kilograme, adică o tonă. Cu toții suntem bombardați fără încetare de molecule de aer. Cum rezistăm? De ce nu simțim această presiune puternică a aerului?
Este simplu, pentru că și noi ne compunem din molecule. Ele exercită la rândul lor o presiune către exterior, la fel de mare ca presiunea atmosferică. Când presiunea externă se modifică, simțim de obicei la nivelul timpanului. Această membrană subțire din ureche este insesizabilă atâta timp cât presiunea este egală de ambele părți ale timpanului. Odată ce se modifică presiunea externă, de exemplu la decolare sau aterizare, parcă ni s-ar astupa urechile. Dacă presiunea atmosferică crește, moleculele de aer presează din exterior asupra urechii și împinge timpanul în interior, dacă presiunea scade, moleculele presează din interior asupra urechii și împing timpanul spre exterir. Astfel apare senzația că s-au înfundat urechile. În aceste cazuri, timpanul nu mai poate oscila la fel de liber, de aceea auzim mai greu. Urechea are un fel de ventil, așa-numitele trompe ale lui Eustachio. Ele leagă urechea de rinofaringe, un spațiu închis de obicei, dar care se deschide scurt prin mestecare sau căscat. În acest mod se asigură și reglarea presiunii.
În avion simțim diferența de presiune, pentru că aerul este tot mai rarefiat. Ce s-ar întâmpla dacă am urca și mai sus, de exemplu în spațiu?
Atmosfera noastră desnsă, plină de molecule sălbatice de aer, este oraritte în univers. În spațiu domnește vidul. Vidul înseamnă spațiu gol, fără molecule, nimic. Ce s-ar întâmpla dacă am trimite un om fără costul de protecție în golul universului? Spoiler: ar muri. Dar întrebarea interesantă este: cum?
Acest scenariu a fost subiectul multor filme științifico-fantastice. În episodul opt al filmului Războiul stelelor. Leia este aruncată în spațiu și inițial ai zice că va îngheța, pentru că pielea pare presărată cu cristale de gheață. Unii fani ai serialului au fost de părere că scena este nerealistă, pentru că Leia supraviețuiește în final, fiind salvată cu ajutorul Forței și aduse înapoi pe navă. Mie scena mi se pare nerealistă, pentru că în univers nu ai îngheța așa de repede. Și asta deși este extrem de frig. Prin extremă mă refer că ne apropiem de punctul zero absolut, adică cel mai frig posibil.
Dacă temperatura nu este altceva decât mișcarea particulelor, atunci ”cel mai frig posibil” este același cu ”cel mai lent posibil”. Punctul zero absolut, 0 Kelvin sau minus (-)270,45 °C, ni-l putem imagina ca fiind punctul nemișcării absolute.
Mai rece decât starea de nemișcare absolută nu există, de aceea la temperaturi există o limită inerioară minimă. Dar a treia lege a termodinamicii interzice ca punctul zero absolut să poată fi atins în realitate. Universul ajunge aproape la limită, pentru că acolo avem o temperatură de 2,7 Kelvin, respectiv minus 270, 45 °C. Cum ai putea să nu îngheți în aceste condiții?
Încălzirea lichidului se realizează în principal prin transfer de căldură – pentru aceasta moleculele trebuie să se loveasc unele de altele. Cu cât intră mai multă materie în contact, deci cu cât se lovesc mai des particulele, cu atât mai bine se realizează transferul de căldură. De aceea este mult mai eficient să răcești băuturile înntr-o găleată de apă rece decât să răcești băuturile într-o găleată cu cuburi de gheață. Între cuburile de gheață este aer, iar în comparație cu apa aerul este format din mai puține particule, deci au loc mai puține ciocniri. Nu este de mirare că sticlele să răcesc cel mai încet în frigider, pentru că aerul este un conductor slab de căldură.
Dar și mai eficient este vidul în univers, pentru că aici nu avem materie. Fără materie nu sunt nici molecule, către care aș putea transfera căldura corpului meu. M-aș răci prin radiație termică, dar încet. Asta înseamnă că, în ciuda temperaturilor aproape de zero absolut, în spațiu nu am îngheța instantaneu.
Dar oare am putea exploada: teoria ar fi că, prin dispariția presiunii atmosferice externe, care nu mai âine piept presiunii interne a corpului, acesta s-ar pulverize.
Dar nu e musai să fie o explzie. Se poate și mai puțin dramatic, dar cu toate acestea foarte neplăcut. Chiar și pe vârfuri în atmosfera terestră, adică la 18 sau 19 kilometri deasupra nivelului mării, corpul nostru începe să de-a pe dinafară, am putea spune. Este vorba despre ebulism (din latinescul ebullire care se traduce prin ”a țîșni afară, a se revărsa”). Sună efervescent, dar simptomele sunt îngrozitoare: apa din gură și din ochi începe să se evapore, sunt afectate circulația sangvină și respirația, creierul nu mai este alimentat cu suficient oxigen, pentru că arterele sunnt blocate, iar plămânii se pot inflama și sângera. În asfel de cazuri îți dorești urgent Polo-ul plin cu molecule de aer deasupra capului.
Cum de se întâmplă aceasta? În astfel de cazuri, un lichid se evaporă transformându-se în gaz. Ca să se evapore există două posibilități. Prima: fierberea apei. Când fierb apa moleculele din lichid se mișcă. Dorința de mișcare la un moment dat e atât de mare, încât moleculele nu mai vor și nu mai pot rămâne unite și se evaporă. Dar mai există o posibilitate să evapori apa: să scazi presiunea. Apa începe să se evapore la 100 °C, numai la presiunea atmosferică de la nivelul mării. Pe vârful Everest, la 8 848 de metri înălțime, apa se evaporă deja la 70 °C, din cauza presiunii atmosferice scăzute. Pe de o parte, pentru că apa este lichidă și moleculele de apă sunt unite, pe de altă parte, pentru că asupra lor se exercită presiunea aerului. Dacă îmi iau oala pe Everest, acolo aerul este rarefiat, iar numărul de molecule de aer care ajung în apă este mic. Cu cât este mai scăzută presiunea atmosferică, cu atât este mai ușor pentru moleculele de apă să părăsească oala și să se evapore. Iar la o înălțime de 18 sau 19 kilometri aerul este atât de rarefiat, încât apa se evaporă deja la temperature corpului. În spațiu, unde presiunea atmosferică este practice nulă, nu avem probleme cu evaporarea.
În plus, aerul s-ar expanda foarte mult în plămânii noștri. Volumul unui gaz, la fel ca starea lui de agregare, poate fi influențat în două moduri. În primul rând prin temperatură: cu cât temperatura este mai scăzută, cu atât gazul ocupă mai puțin spațiu; cu cât este mai ridicată, cu atât are nevoie de mai mult spațiu.
Dar să revenim pe Pământ. În vreme ce stau la biroul meu am destule molecule de aer în jur. Dacă ușa și ferstrele sunt închise ele nu pot ieși, dar se pot mișca liber în camera. Nimeni nu le indică moleculelor în ce directive s-o ia. Teoretic este posbil ca toate moleculele să se întâlnească la un moment dat într-un colt al camerei și eu să nu mai am aer și să mor de moarte spațială. Posibil, dar foarte-foarte puțin probabil. De aceea în chimia fizică se vorbește rar despre posibilități și imposibilități, ci mai degrabă despre probabilități. Așa recunoști și în viața de zi cu zi un chimist fizician. El nu-ți va spune niciodată: ”N-aș putea să alerg un maraton”, ci: ”Este puțin probabil să termin un maraton”.
În spatele acestei improbabilități stă deja bine-cunoscuta a doua lege a termodinamicii, căldura se îndreaptă mereu de la cald la rece, niciodată invers. Generalizând, putem afirma că dezordinea nu se ordonează niciodată de la sine. De la sine, biroul meu nu devine mai ordonat, dar mai haotic. Orice proces natural din univers, fie el fizic, chimic sau biologic, produce o dezordine mai mare decât cea inițială, în cazul în care nu se depun eforturi pentru a schimba sau a opri procesul. Dezordinea are și o denumire științifică: entropie. Entropia din univers devine tot mai mare.
A doua lege a termodinamicii are grijă ca totul în camera să aibă temperatura acestui spațiu (cu excepția corpului care depune eforturi pentru a rămâne la temperatura de 37 °C). Dacă aduc în cameră o cană de cafea fierbinte, ar fi împotriva regulilor haosului dacă mișcarea particulelor de cafea nu s-ar propaga în cameră. Într-un final, haosul duce la o distribuție cât de cât egală.
Eu cu ce mă aleg din asta?
Gazele rare se găsesc în a opta grupă principală a tabelului periodic și sunt un prototip extraordinar. Cele mai importante gaze rare sunt primele două din grupă. Heliul (He) îl știm de la baloane, iar neonul (Ne) de la tuburile cu neon. Dacă ne uităm mai departe, dăm de argon (Ar), kripton (Kr), xenon (Xe), radon (Rn) și organeson (Og). Elementele din sistemul periodic sunt grupate după numărul de oridine, adică după numărul de protoni din nucleu. Cu cât cobori în tabelul periodic al elementelor, cu atât ele devin ma igrele. Nucleele grele sunt de multe ori radioactive, nu sunt stabile și se descompun. Între gazele rare, radonul și organesonul sunt radioactive, de aceea le vom lăsa deoparte momentan, pentru că, în rest, gazele rare se remarcă prin stabilitate. Ele reacționează foarte greu, cum ar veni sunt prea prețioase ca să intre în reacții chimice.
Dacă le comparăm cu fluorul, al cărui sens într-o viaț scurtă și zbuciumată este să-și găsească partenerul de reacție, putem spune că gazele rare nu sunt interesate de așa ceva. Aceasta pentru că au opt electroni exteriori – ne amintim de regula octetului. În vreme ce fluorul nu-și găsește liniștea până nu se combină cu dioxidul de carbon în teflon sau cu sodiul în pasta de dinți, gazele nobile sunt relaxate de la început până la sfârșit. În vreme ce restul elementelor din grupele principale intră în reacții ca să ajungă la opt eletroni exteriori, un gaz rar are deja tot ce își dorește. De aceea regula octetutului mai este numită și regula gazelor nobile, iar un înveliș electronic complet este cunoscut ca o configurație a gazelor nobile. Din acest motiv, pentru mine, o stare de spirit relaxată superioară este similară cu configurația gazelor nobile. Un îndemn potrivit pentru momentele în care te enervezi din cauza unor lucruri mărunte și neimportante este: ”Fii un gaz nobil!”
Gazele rare sunt autosuficiente, ele nu au nevoie să intre în reacții chimice nici măcar cu ele însele. Gazele precum azotul sau oxigenul sunt formate din așa-numitele dimere. O moleculă de azot este formată din doi atomi de azot, N2, o moleculă de oxigen, din doi atom ide oxigen, O2. Același lucru se aplică și pentru hidrogen, H2. În schimb, gazele rare sunt atâ de mulțumite, că plutesc singure în atmosferă. Sunt monomere.
Din punct de vedere chimic, gazele nobile nu sunt foarte interesante, pentru că nu se întâmplă nimic cu ele. din contră, argonul de folosește alături de azot, în laboratoare, drept gaz de protecție. Închipuiți-vă că vreți să faceți o reacție chimică în laborator, dar substanțele cu care lucrați sunt atât de sensibile la aer, că intră imediat în contact cu oxigenul. Alte substanțe sunt sensibile la apă și simpla umiditate a aerului dintr-un spațiu normal este suficientă pentru a o da gata.
Mă rog, s-o dea gata este un fel de a spune. O substanță sensibilă la aer preferă oxigenul. Pentru ea nu există nimic mai palpitant decât să intre în reacție cu acest element. Dar chiștii sunt capabili să încheie mariaje forțate, să aducă laolaltă lemente care de regulă n use înghit. O metodă este să dai afară aerul și să pui întreaga aparatură sub o atmosferă de argon. Imediat ce argonul mizantrop respinge tot aerul, chimiștii își pot vedea în liniște de reacții, fără să se mai sinchisească de oxigen sau de umiditatea aerului.
Dacă gazele nobile nu ar fi atât de leneșe, să inspirăm heliu ca să ne alegem cu o voce subțire ar fi o idee foarte proastă. Gazul pur de oxigen trebuie savurat cu precauție.
Gazele rare își văd de treabă și se poziționează astfel deasupra tuturor. O adevărată inspirație, mai ales când ai de-a face cu bărbați libidinoși.
Bateriile de telefon – eterna poveste, nu-i așa? Mai știți cât ține acumulatorul de telefon acum 15 ani? Îl încărcai după trei sau șase zile, în funcție de cât de mult te jucai Șarpele pe telefon. În prezent sunt mulțimită dacă reușesc să supraviețuiesc o zi fără să-l încarc. Odată ce veți înțelege cum funcționeaz chimic o baterie de mobil, veți ști ce este de făcut ca să profitați de ea mai mult timp.
Așadar: există mai multe feluri de baterii dau acumulatori. Cel mai frecvent utilizate în viața de zi cu zi sunt așa-numitele baterii sau acumulatori litiu-ion. La folosește și Apple, pe pagina căruia scrie: În comparație cu bateriile tradiționale, bateriile litiu-ion se încarcă mai repede, durează mai mult și au o densitate a puterii mai mare, o durată de viață mai lungă la o greutate scăzută.
Vom vorbi desre bateriile reîncărcabile, fie că le numesc acumulatori sau baterii. Câteva diferențe: bateriile, numite baterii primare, nu mai pot fi reîncărcate după utilizare. Acumulatorii, sau bateriile secundare, se pot reîncărca din nou. Pentru că acumulatorii nu sunt altceva decât baterii reîncărcabile, ei sunt la rândul lor baterii și pot fi denumiți ca atare. O baterie alimentează un aparat cu curent, adică cu un flux de electroni. Este un depozit ambulant de electroni. O baterie este construită după acest principiu:
Cele mai importante componente sunt așa-numiții electrozi, unul la polul plus și celălalt la polul minus. Electrodul încărcat pozitiv se numește catod, cel încărcat negativ, anod. Ne putem închipui că cei doi poli sunt legați printr-un cablu conductor care trece prin telefon și alimentează părțile componente ale acestuia cu curent. Electronii se mișcă prin telefon de la anod la catod. În baterie, cei doi electroni sunt legați la rândul lor, prin așa-numitul electrolit. Aceasta este o denumire comună pentru lichidele și substanțele care pot transmite sarcini electrice. Doar că electroliții nu conduc electroni, ci ioni pozitivi și negativi. Chiar și noi suntem compuși în mare parte din electrolit, respectiv din apă cu ioni încărcați diferit.
Modelul de bază al unei baterii este: catod, anod și electrolit. În funcție de baterie, se folosesc diverse substanțe chimice pentru cele trei elemente.
La o baterie litiu-ion catodul este compus de cele mai multe ori dintr-o combinație de litiu, oxigen și un alt metal, de exemplu cobalt. Pe scurt, oxid de litiu și cobalt. Atomii de cobalt și de oxigen formează straturi, între care se instalează litiu-ionii.
Anodul este compus de cele mai multe ori din grafit, adică din carbon. Și grafitul este stratificat.
Dacă îmi conectez acum telefonul la cablul de alimentare, exercit din exterior o tensiune inversă asupra bateriei. Se întâmplă ceva ciudat, cel puțin lingvistic. Nu am învățat bine cei doi termen noi, anod și catod, și trebuie să-i inversăm. La alimentare, electrozii pozitivi din oxidul de litiu și cobalt se numesc anod și electrozii negativi din grafit, catod. Deci exact pe dos ca la descărcare. De ce le place chimiștilor să-și complice viața? Din cauza reacțiilor chimice din electrozi.
Când îmi încarc telefonul, polul minus se încarcă cu electroni care pătrund în grafit. Pri nacumularea de electroni se crează un surplus de sarcină negativă care îngreunează alimentarea. Sarcinile de același semn, fie ele pozitive sau negative, se resping. Așa că n ue chiar ușor să încarci un electrod cu electroni încărcați negativ. Sarcinile de semn diferit se atrag, iar aici intră în scenă litiu-ionii încărcați pozitiv și care dau numele bateriei litiu-ion. Ei se furișează la polul plus, din electrodul de oxid de litiu și cobalt, călătoresc prin electrolit către electrodul grafit și se întâlnesc la polul minus cu electronii negativi. Această egalizare de sarcină permite încrcarea cu electroni.
Pentru că mi-am alimntat pe săurate polul minus cu electroni și pentru că în polul plus nu există nimic,sarcinile dintre cei doi poli , tesiunea dinte ei se egalizează. Putem să ne închipuim tensiunea elctrică ca pe un baraj de lectroni. Să încarci polul minus cu electroni este ca și cum ai aduce apa din aval în amonte. Dac ridic barajul, apa se va revărsa în cascadă. Exact asta se întâmplă când scot cablul din alimentare. Odată ce folosesc telefonul, reacția chimică se inversează: electronii primiți sunt risipiți din nou. Eise zbengie de colo colo în telefon, sub formă de curent electric. Această reacție contrară reducerii se numește oxidare. Oxidarea este reacția chimică prin care se cedează electroni.
În vreme ce electronii cedați alimentează telefonul, litiu-ionii se întorc, prin drumul cunoscut prin electrolit. La celălalt capăt, la polul plus, electronii și litiu-ionii se întâlnesc din nou. Când toți electronii au fost absorbiți de cealaltă parte, bateria este din nou descărcată și procesul se reia de la capăt!
Pentru că litiu-ionii din cei doi electrozi pleacă și vin la fiecare alimntare – am putea spune că se leagănă încoace și-ncolo -, toată povestea se numește principiul leagănului.
Dar să ne întoarcem la încurcătura noastră cu catodul și anodul. La o baterie care nu se poate încărca, la polul plus este mereu catodul, în vreme ce la polul minus este anodul. La o baterie reîncărcabilă acest lucru nu este valabil decât pe jumătate, pentru că tocmai am văzut că încărcarea și descărcarea sunt două procese chimice contrare. De aceea aici catodul și anodul trebuie definiți altfel: anodul este electrodul la care se întâmplă exidarea. În aceeași manieră, catodul este electrodul la care se întâmplă reducerea.
La încărcarea telefonului mobil, la polul minus se întâmplă reducerea, la polul plus, oxidarea. La descărcare este eact invers. Oxidarea și reducerea se întâmplă mereu paralel și niciodată izolat, permanent se cedează (oxidare) și se acceptă (reducere) electroni. Pe scurt: reacții redox.
Căldura extremă nu este bună, printre altele și pentru că reacțile chimice sunt mult mai rapide la temperaturi mai ridicate. O supraîncălzire a telefonului mobil duce la odescărcare mai rapidă a aparatului. Durata de viață totală a unei baterii de telefon mobil sau de laptop se prelungește dacă aparatul nu este cald. În plus, este mai bine să aveți mereu la voi un cablu de alimentare, pentru că bateriile litiu-ion durează mai mult dacă le țineți cât mai încăcate. Cu fiecare descărcare, materialele se uzează și bateriile își pierd eficiență. Cu cât mai încărcată bateria, înainte să puneți din nou telefonul la încărcat, cu atât durează mai mult. Așadar: lăsați lăptopul în priză și încărcați telefonul cât mai des. Iar dacă sunteți pe drum, fără încărcător, mai bine închideți telefonul decât să- lăsați să se descarce.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu