Științe

Știai că electricitatea nu curge de fapt prin fir cu viteza fulgerului? Electronii individuali înaintează foarte lent, adesea sub un milimetru pe secundă, ceva mai încet decât o furnică plimbăreață. Ceea ce se propagă aproape cu viteza luminii este câmpul electric, adică „ordinul” ca electronii să se pună în mișcare, nu electronii înșiși.

Știai că un fulger încălzește pentru o clipă aerul din jurul lui la aproape 30.000 de grade Celsius, de circa cinci ori mai mult decât suprafața Soarelui? Aerul se dilată atât de brusc încât produce o undă de șoc pe care o auzim ca tunet. Bubuitura nu este zgomotul scânteii, ci pocnetul aerului care explodează spre exterior.

Știai că Pământul întreg se comportă ca un uriaș magnet, cu poli magnetici care se plimbă încet? Polul nord magnetic s-a deplasat în ultimul secol sute de kilometri prin nordul Canadei către Siberia, cu zeci de kilometri pe an. De aceea busola nu arată chiar spre nordul geografic, ci spre un punct care se mută mereu.

Știai că panourile solare produc electricitate fără nicio piesă în mișcare, doar din lumină? Când un foton lovește siliciul din panou, are energia potrivită să smulgă un electron din loc, iar acest efect fotoelectric pune curentul în mișcare. Explicarea lui i-a adus lui Albert Einstein premiul Nobel în 1921, nu teoria relativității.

Știai că un gram de uraniu poate elibera, prin fisiune, cam tot atâta energie cât arderea a aproape trei tone de cărbune? Motivul stă în faptul că energia din nucleul atomic este de milioane de ori mai concentrată decât energia legăturilor chimice care se rup când arde un combustibil obișnuit. De aici vine puterea uriașă a unei centrale nucleare din cantități mici de combustibil.

Știai că prima baterie adevărată a fost inventată de Alessandro Volta în anul 1800, dintr-un teanc de discuri de zinc și cupru separate prin pâslă îmbibată în saramură? Această „pilă voltaică” a produs pentru prima dată un curent electric constant, nu doar scântei. În cinstea lui măsurăm și azi tensiunea electrică în volți.

Știai că becul cu incandescență clasic risipea peste 90 la sută din energie sub formă de căldură și transforma în lumină doar câteva procente? De aceea un bec vechi frigea la atingere. Un LED modern face aceeași lumină cu de câteva ori mai puțină energie, tocmai pentru că nu mai are nevoie să încălzească un filament până devine incandescent.

Știai că un motor electric și un generator sunt, în fond, același aparat folosit în două feluri? Dacă îi dai curent, învârte un ax și face lucru mecanic; dacă îi învârți axul, produce curent. Pe acest principiu funcționează frânarea regenerativă a mașinilor electrice, care la coborâre transformă mișcarea înapoi în electricitate și reîncarcă bateria.

Știai că palele unei turbine eoliene mari se rotesc surprinzător de lin, adesea sub 20 de rotații pe minut, dar vârful lor taie aerul cu peste 250 de kilometri pe oră? Iluzia de lentoare vine din dimensiunea uriașă a rotorului, care poate depăși lungimea unui teren de fotbal. La acea viteză, vârful palei devine partea cea mai solicitată a întregii instalații.

Știai că electricitatea din priză, cea de curent alternativ, își schimbă sensul de zeci de ori pe secundă? În Europa frecvența este de 50 de hertzi, adică electronii oscilează înainte și înapoi de 50 de ori pe secundă în loc să curgă tot timpul într-o direcție. Acest du-te-vino permite transportul energiei pe distanțe mari cu pierderi mult mai mici, prin transformatoare.

Știai că magnetismul și electricitatea sunt două fețe ale aceluiași fenomen? În 1820, Hans Christian Ørsted a observat din întâmplare că acul unei busole tresare când trece curent printr-un fir din apropiere. Această mică deviere a deschis drumul spre motoare, generatoare și, mai târziu, spre înțelegerea că lumina însăși este o undă electromagnetică.

Știai că un anghilă electrică poate produce descărcări de peste 600 de volți, suficient cât să doboare un cal? Ea are mii de celule speciale numite electrocite, așezate în serie ca niște mici baterii, care se descarcă toate în același timp. Așa vânează pește și se apără, folosind electricitatea ca pe o armă vie.

Știai că soarele revarsă asupra Pământului, în doar o oră, mai multă energie decât consumă întreaga omenire într-un an întreg? Problema nu este cantitatea de energie solară, ci cât de puțin din ea reușim deocamdată să captăm și să stocăm. De aceea cercetarea în baterii și în panouri mai eficiente contează la fel de mult ca panourile în sine.

Știai că bateriile reîncărcabile cu litiu, care alimentează telefoane și mașini electrice, funcționează mutând ioni de litiu dintr-o parte în alta a bateriei? La încărcare ionii se strâng într-o electrodă, la descărcare se întorc, iar acest du-te-vino poate fi repetat de mii de ori. Descoperirile care au făcut posibilă această baterie au fost răsplătite cu premiul Nobel pentru chimie în 2019.

Știai că frecarea unui balon de păr nu creează electricitate din nimic, ci doar mută electroni dintr-un loc în altul? Părul rămâne cu sarcină pozitivă, balonul cu sarcină negativă, iar atracția dintre ele face firele să se ridice. Este exact aceeași electricitate statică din pocnetul pe care îl simți uneori când atingi o clanță iarna.

Știai că anumite materiale, răcite până foarte aproape de zero absolut, își pierd complet rezistența electrică și devin supraconductoare? Printr-un asemenea material curentul poate curge la nesfârșit fără să se piardă nimic sub formă de căldură. Pe acest principiu funcționează magneții uriași din aparatele de rezonanță magnetică din spitale.

Știai că energia nu poate fi nici creată, nici distrusă, ci doar transformată dintr-o formă în alta? Când aprinzi o lampă, energia chimică din centrală devine electricitate, apoi lumină și căldură, dar suma totală rămâne mereu aceeași. Acest principiu, numit conservarea energiei, este una dintre cele mai solide legi din întreaga fizică.

Știai că energia nu poate fi creată sau distrusă, ci doar transformată dintr-o formă în alta? Acesta este principiul conservării energiei, una dintre legile fundamentale ale fizicii.

Știai că energia există în multe forme — cinetică (a mișcării), potențială (de poziție), termică, chimică, electrică, nucleară și luminoasă — și că toate se pot converti una în alta?

Știai că unitatea de măsură a energiei în Sistemul Internațional, joule-ul, poartă numele fizicianului britanic James Prescott Joule, care a demonstrat legătura dintre căldură și lucru mecanic?

Știai că Michael Faraday a descoperit inducția electromagnetică în 1831, arătând că un magnet în mișcare poate genera curent electric? Acesta este principiul pe care funcționează astăzi toate generatoarele electrice.

Știai că Nikola Tesla a promovat curentul alternativ (AC), care permite transportul energiei electrice pe distanțe mari cu pierderi mici? Astăzi rețelele electrice din întreaga lume folosesc curent alternativ.

Știai că între Thomas Edison, susținător al curentului continuu (DC), și tabăra curentului alternativ (Tesla și Westinghouse) a existat la sfârșitul secolului al XIX-lea o adevărată „bătălie a curenților"? Curentul alternativ a câștigat pentru transportul la distanță.

Știai că Thomas Edison a deschis în 1882, la Pearl Street în New York, una dintre primele centrale electrice comerciale din lume, care alimenta becuri incandescente pentru clienți?

Știai că prima baterie electrică adevărată a fost inventată de Alessandro Volta în anul 1800? „Pila voltaică" era formată din discuri de zinc și cupru separate de bucăți de pânză înmuiate în saramură, iar unitatea de măsură volt îi poartă numele.

Știai că bateriile litiu-ion, care alimentează telefoanele, laptopurile și mașinile electrice, au adus în 2019 Premiul Nobel pentru Chimie cercetătorilor John Goodenough, Stanley Whittingham și Akira Yoshino?

Știai că John Goodenough, laureat al Premiului Nobel pentru rolul său în dezvoltarea bateriei litiu-ion, avea 97 de ani la momentul premierii, devenind cea mai vârstnică persoană premiată vreodată cu un Nobel?

Știai că motorul cu abur perfecționat de James Watt în a doua jumătate a secolului al XVIII-lea a fost unul dintre motoarele Revoluției Industriale? Unitatea de măsură a puterii, watt-ul, îi poartă numele.

Știai că soarele trimite spre Pământ, într-o singură oră, mai multă energie decât consumă întreaga omenire într-un an întreg? Provocarea nu este cantitatea de energie solară, ci captarea ei eficientă.

Știai că efectul fotovoltaic — apariția unui curent electric când lumina cade pe anumite materiale — a fost observat de tânărul fizician francez Edmond Becquerel încă din 1839?