[“In the night”
by Marc Chagall (1943)]

Şi cum vorbea cu voce caldă,
Privind-o, nu m-am abţinut,
Să mă aplec şi s-o sărut…
(Cu riscul de-a primi o palmă!)
[“Femeia la patruzeci de ani” de Mihai Cuțulencu]

Remedii pentru frig

A venit frigul. Și până să încep să scriu postarea asta am stat ore întregi să caut un featured image pentru ea (fiindcă în general nu pot începe să scriu o postare până nu îmi găsesc un featured image care să îmi placă), dar am găsit-o în cele din urmă în pictura “In the night” de Marc Chagall. Este o pictură ce face parte din curentul numit artă naivă, adică tipul de artă care este făcută de un om care nu are educație formală în aceasta și care pare de-a dreptul copilărească (de unde și termenul de naiv). Atunci când este făcută de un artist care chiar știe meserie și doar emulează stilul ăsta, acest curent se numește primitivism. (Ăștia de la Arte, nu vă supărați dacă n-am dat definiția exactă.)

Marc Chagall era un om needucat într-ale picturii, dar el voia să picteze. Efectiv s-a trezit într-o bună zi și a spus că vrea să picteze. Și uite așa a creat de-a lungul vieții în jur de 1000 de picturi (pe care le poți vedea aici, pe WikiArt), din care o bună parte tratează tema dragostei.

Uite pictura întreagă: “In the night” de Marc Chagall. Merge foarte bine cu melodia “Chemins de l’amour” de Francis Poulenc

Ce vreau eu să zic e că a venit frigul și fiecare dintre noi caută cumva să intre în grațiile căldurii. Unii cu o sticlă de Săniuța, unii cu o pătură și niște ciocolată caldă sau un ceai, iar alții se feresc de frig în brațele celor dragi și la adăpostul cuvintelor calde ale acestora. Cuplul din pictura lui Chagall fix asta par că fac: se încălzesc unul la cuvintele celuilalt. Firește că la figurativ, că la propriu nici nu poate fi vorba. Sau…?

Energia e mai multe

Întrebarea mea, și pe care se sprijină această postare este: oare vorbele (de fapt sunetele în general) pot produce căldură? Răspunsul din topor este că da, chiar pot. Dar postarea nu se încheie aici. În primul rând pentru că ar ieși prea scurtă, iar site-ul se numește Poveștiință (povestit+știință, te-ai prins?), nu Pastila de știință, deci nu te mai plânge că-s postările lungi. În al doilea rând pentru că apar alte întrebări: care este legătura între căldură și sunet? Dacă sunetul produce căldură, atunci căldura poate produce sunet?

Înainte de a continua, este foarte important să știi câte ceva și despre energie, sunet și căldură. O să vorbesc despre ele foarte pe scurt și nu o să le explic în detaliu aici, tocmai pentru că fiecare are deja propria postare:

De unde începem? Păi hai să începem de la energie. După cum bine știm, energia este absolut peste tot în jurul nostru și are o grămadă de forme: energie cinetică, energie chimică, energie sonoră, energie termică, energie nucleară, energie potențială și așa mai departe (pentru că sunt foarte multe). După cum vezi, am menționat și sunetul (energia sonoră) și căldura (energia termică), dar acestea sunt pur și simplu un soi de energie cinetică.

Energia cinetică e baza și reprezintă energia pe care o are orice obiect în mișcare, dar uite care-i șmecheria: chiar și un obiect care nu se mișcă deloc are în interiorul său energie cinetică. Nu o are obiectul în sinea lui, ci atomii din interiorul său. Atomii ăia se zgâlțâie perpetuu și, din câte știm noi, nu există nicăieri în Univers vreun corp ai cărui atomi să nu se miște deloc.

Sunetul este mișcarea ordonată a atomilor și moleculelor sub forma unor unde. Căldura este mișcarea dezordonată, aleatorie a atomilor și moleculelor. (Notă: căldura și energia termică sunt, dacă e să fim corecți, două chestii diferite. Corpurile au energie termică, dar nu au căldură. Căldura este doar transferul de energie termică. DAAAAR pentru a ne ușura viața în postarea de față, o să punem un mare semn egal între ele. Mai exact căldură o să fie un alt nume pentru energie termică. Dar doar aici și acum.) Legat de căldură, cu cât atomii dintr-un corp se zgâlțâie mai mult, cu atât au (automat) mai multă energie, iar temperatura acelui corp e mai ridicată. Cu cât se zgâlțâie mai puțin, au mai puțină energie cinetică și o temperatură mai scăzută.

După cum spuneam mai sus. În stânga, atomii dintr-un corp cu o temperatură scăzută (mai puțină energie termică). În dreapta, atomii dintr-un corp cu o temperatură ridicată (mai multă energie termică).

Ce mai trebuie neapărat să știi despre energie e că ea niciodată nu este creată sau distrusă, ci doar se transformă. Adică, de exemplu, tu când cânți, energia chimică din celulele și din mușchii tăi se transformă în energie mecanică (pentru că mușchii se mișcă), care apoi se transformă în energie sonoră, din care o parte foarte mică se transformă în energie termică. Nu contează despre ce tip de energie vorbești, ea mereu vine din alt tip de energie și se transformă în alt tip de energie. Nu dispare niciodată.

Ceașca de cafea

Cât timp trebuie să țipi la o ceașcă de cafea ca să o încălzești?

Asta e o întrebare peste care este posibil să mai fi dat și la care o să îți răspund chiar acum, ca să nu te țin în suspans: trebuie să țipi 1 an, 7 luni, 26 de zile, 20 ore, 26 de minute și 40 de secunde ca să încălzești 250 ml de cafea de la 25°C la 75°C. Nu ne băgăm în calcule, pentru că nu d-aia suntem aici, dar o să vedem care este principiul care stă la baza acestei curiozități.

După cum am văzut mai sus, am găsit și un numitor comun pentru energia sonoră și energia termică: ambele se bazează pe mișcarea atomilor dintr-o substanță. Dar este o diferență crucială între acestea. Ia vezi dacă observi. Prima este energia sonoră:

A doua este energia termică:

Diferența crucială dintre mișcarea atomilor când vine vorba de sunet și căldură este că în primul caz atomii se mișcă uniform într-o direcție, în timp ce în al doilea caz se mișcă aleatoriu. Diferența constă în organizarea mișcării acestor atomi. Atunci când produci sunet, efectiv miști toți atomii (sau toate moleculele, că mai degrabă e vorba de molecule) în aceeași direcție. Atunci când vine vorba de energie termică, atomii și moleculele dintr-un corp se mișcă fiecare cum apucă.

Atunci cum se transformă sunetul în căldură? Simplu: tot ce trebuie să faci este să transformi acea mișcare ordonată într-o mișcare dezordonată, iar asta se întâmplă mereu din cauza (sau datorită) entropiei. Sunetul pornește ca niște unde structurate care, însă, cu timpul se disipează și încep să se dezorganizeze. De exemplu, particulele de praf din atmosferă sau suprafața aspră a unui obiect perturbă această mișcare uniformă și o transformă într-una dezordonată. Moleculele care înainte se mișcau ordonat se mișcă acum dezordonat, dar energia e încă acolo! Și ce se întâmplă când avem niște atomi care deja se zgâlțâie și începi să îi zgâlțâi și mai mult? Le crește energia termică, deci temperatura corpului (sau aerului) crește!

Viceversa

Acuma întrebarea este: de ce nu putem auzi căldura? Dacă este și asta mișcare de atomi și molecule, ar trebui să o auzim, nu? După cum am spus, căldura este mișcarea dezordonată a acestora, în timp ce sunetul este mișcarea ordonată. Problema este că atunci când vorbim de energie termică, deși atomii și moleculele au o frecvență mare (adică se zgâlțâie rapid), amplitudinea lor este foarte mică (adică se zgâlțâie pe o distanță mică) și aleatorie. Ori atunci când vorbim de sunet amplitudinea este mai mare și, iarăși, mișcarea este ordonată, adică toți atomii și toate moleculele se mișcă într-o singură direcție.

Uite, hai să ne imaginăm mișcarea asta (că-i energie termică sau sonoră) ca niște valuri. Când pui muzică la un difuzor, membrana acestuia pune moleculele în mișcare, toate într-o singură direcție. Este un obiect mare care vibrează, deci “valurile” de molecule sunt destul de mari. Când încălzești o lingură, atomii din aceasta mișcă atomii din aerul din jur (prin conducție), dar “valurile” create sunt prea mici, chit că sunt mai frecvente.

Cum funcționează sunetul. În centru ai o boxă de sunet care vibrează și conferă mișcare ordonată moleculelor de aer din jur.
©NPR

Problema fundamentală este la noi: am putea auzi căldura dacă am avea urechi mai sensibile. Asta pentru că vibrațiile produse de căldură sunt prea mici, iar presiunea aerului modificată de acestea este prea mică și banală și este practic “zgomot de fond”. Urechile noastre s-au specializat să nu audă mișcarea asta dezordonată a atomilor din jur, pentru că nu ne interesează. Timpanul nostru este în mod constant lovit încet de molecule, ca rezultat energiei termice, dar este “setat” să detecteze numai mișcarea ordonată. Dacă ar fi să auzim căldura, am auzi-o pur și simplu ca white noise.

Cuvintele care ne încălzesc

Și asta este relația dintre sunet și căldură. Firește, ca orice concept din fizică, chestiile astea de ți le-am spus au în spatele lor niște calcule matematice complexe, dar cât se poate de precise. Dar pentru noi este mai important în momentul ăsta să înțelegem în mare cum se întâmplă asta și să vedem niște legături la care nici nu ne-am gândit până acum, decât să ne holbăm la 30 de rânduri de calcule matematice.

Concluzia e că, da, sunetul chiar se poate transforma în căldură, iar chestia asta se întâmplă tot timpul în jurul tău. Indiferent că vorbești de muzică, zgomote sau cuvinte. Acuma nu te gândi că dacă vorbești cuiva vorbele tale or să o încălzească prea mult (la propriu, că la figurat depinde mult de tine), dar parcă e altceva când știi că atunci când îi spui cuiva “te iubesc” îi ții de cald (oricât de puțin).