You’ll shoot your eye out: Popped champagne cork ejects CO2 at supersonic speeds

Izpihnil si boš oči: polomljeni zamašek šampanjca odvaja CO2 z nadzvočno hitrostjo

Andy Roberts / Getty Images

Pop plute za šampanjec ima nekaj skupnega z raketnim izstrelitvijo, . Po navedbah nedavni papir Objavljeno v reviji Physics of Fluids. Znanstveniki v Franciji in Indiji so z računalniškimi simulacijami razkrili, kaj se zgodi v mikrosekundah po tem, ko je steklenica šampanjca popolnoma odprta. Ugotovili so, da v prvi milisekundi po tem, ko zamašek poči, izvrženi plin ustvari različne udarne valove – celo dosežejo nadzvočne hitrosti – preden se mehurček umiri in je pripravljen za asimilacijo.

“Naš prispevek razkriva nepričakovane in čudovite vzorce toka, ki se skrivajo pod našim nosom vsakič, ko odpremo steklenico mehurčkov,” Je dejal soavtor Gerard Liger-Bellaro Reims z univerze Champagne-Arden. “Kdo bi si lahko predstavljal kompleksne in estetske pojave, ki se skrivajo za tako normalnim stanjem, ki jih doživlja kdo od nas?”

Na primer, Liger-Belair bi si to lahko predstavljal. študiral je fizika šampanjca leta in je avtor Odmašeno: znanost o šampanjcu, Pridobil je veliko vpogledov v fiziko, na kateri temelji šampanjec, z metodami, vključno z lasersko tomografijo, infrardečim slikanjem, hitrim video slikanjem in matematičnim modeliranjem, med drugimi metodami.

Po mnenju Liger-Belaira svetlost šampanjca izhaja iz koncentracije mehurčkov na stenah kozarca. Ko se ločijo od mest nukleacije, mehurčki rastejo, ko se dvigajo na površino tekočine, počijo in padejo na površino. Ta reakcija se običajno pojavi v nekaj milisekundah in značilen prasketajoč zvok se odda, ko mehurček poči. Ko v šampanjcu počijo mehurčki, nastanejo kapljice, ki sproščajo aromatične spojine, ki še izboljšajo okus.

Tudi velikost mehurčkov igra pomembno vlogo pri res dobrem kozarcu šampanjca. Veliki mehurčki povečajo sproščanje aerosola v zrak nad steklom – mehurčki približno 1,7 mm na površino. in mehurčki v šampanjcu “zvoni” na določenih resonančnih frekvencah, odvisno od njihove velikosti. Zato je mogoče “slišati” porazdelitev velikosti mehurčkov, ko se dvigajo na površino v kozarcu za šampanjec.

READ  Najstarejši krater na svetu morda dejansko ni krater
Časovno zaporedje, ki prikazuje podrobnosti plute, izvlečene iz ozkega grla šampanjca, shranjenega pri 20 °C, posnetega s hitrim slikanjem.
v odlični formi , Časovno zaporedje, ki prikazuje podrobnosti plute, izvlečene iz ozkega grla šampanjca, shranjenega pri 20 °C, posnetega s hitrim slikanjem.

Gerard Liger-Belair

kot mi prej poročaliŠampanjec, običajno narejen iz grozdja, pobranega na začetku sezone, ko ima sadje manj sladkorja in večjo kislino. Grozdje je stisnjeno in zaprto v posodah za fermentacijo, tako kot vsako drugo vino. CO2 Nastane med fermentacijo, vendar je dovoljeno, da zmanjka, ker v tej fazi želite osnovno vino. Nato poteka druga fermentacija, razen tokrat, sodelavec2 je ujet V steklenici, raztopljen v alkoholu.

Pomembno je doseči ravno pravo ravnovesje. Vse, kar potrebujete, je približno šest atmosfer tlaka in 18 gramov sladkorja s samo 0,3 grama kvasa. V nasprotnem primeru bo nastali šampanjec bodisi izpadel preveč ploščat ali pa bo prevelik pritisk povzročil eksplozijo steklenice. Potrebujete tudi pravo temperaturo, ki vpliva na tlak v steklenici. da visokotlačni CO2 Končno, ko zamašek poči, plin, pomešan z vodno paro, sprosti oblak, ki teče iz pregrade v zunanji zrak.

Prejšnje eksperimentalno delo Liger-Belaira in sodelavcev je uporabilo visokohitrostno slikanje, da bi pokazalo, da so nastali udarni valovi, ko je počila zamašek šampanjca. S trenutno študijo “smo želeli bolje opisati nepričakovan pojav nadzvočnega toka, ki se pojavi med odpiranjem steklenice šampanjca,” Soavtor Robert Georges je dejal z Univerze v Rennesu 1. “Upamo, da bodo naše simulacije raziskovalcem zagotovile nekaj zanimivih namigov in da bodo lahko tipično steklenico šampanjca obravnavali kot mini laboratorij.”

Na podlagi teh simulacij je ekipa identificirala tri različne faze. Sprva, ker je steklenica nezaprta, plinsko mešanico delno blokira zamašek, tako da izmet ne doseže hitrosti zvoka. Ko se zamašek sprosti, lahko plin radialno pobegne in trči z nadzvočno hitrostjo, kar ustvari zaporedje udarnih valov, ki uravnotežijo njegov tlak.

Ti udarni valovi se nato združijo in tvorijo vzorčne vzorce obročev, znane kot udarni diamanti (imenovani udarni diamanti ali Machovi diamanti po Ernstu Machu, ki jih je prvi opisal), ki jih običajno vidimo v izpušnih plinih raket. Končno, ko tlak pade prenizek, da bi vzdrževal zahtevano razmerje tlaka šobe med izlivom in robom plute, se izmet ponovno upočasni na podzvočno hitrost.

Raziskave so pomembne za široko paleto aplikacij, ki vključujejo nadzvočni tok, vključno z balističnimi raketami, vetrnimi turbinami, podvodnimi vozili – in seveda raketnim izstrelitvijo. »Tla, ki se dvigne v zrak, se odmakne od lanserja, nato pa igra vlogo zamaška iz šampanjca, na katerega vplivajo plini,« pojasnjujejo avtorji. “Podobno se izgorevalni plini, izvrženi iz cevi pištole, izstrelijo v kroglo z nadzvočno hitrostjo. Težave izvirajo iz istih fizikalnih pojavov in jih je mogoče obravnavati z enakim pristopom.”

DOI: Fizika tekočin, 2022. 10.1063/5.0089774 ,O DOI,

Mojca Andreja

Nagnjena je k apatiji. Nevidni raziskovalec. Vseživljenjski guru slanine. Potovalni odvisnik. Organizator. "

Related Posts

Dodaj odgovor

Vaš e-naslov ne bo objavljen.

Read also x