物理學家的研究:敲擊啤酒瓶為什麼會產生大量氣泡

類別: 新奇

物理學家的研究:敲擊啤酒瓶為什麼會產生大量氣泡
一個古老的惡作劇:用力敲擊瓶子時會產生大量氣泡

馬德里卡洛斯三世大學物理學家Javier Rodriguez說:“只要一秒鐘,大部分的啤酒都變成了氣泡,你最好馬上把瓶子放進嘴裡,因為無論從瓶子裡跑出來什麼你都要把它們喝掉。”

關於啤酒泡沫物理學家們知道很多。鬆散的泡沫主要是大麥和小麥的成分造成的,他們也解釋了為什麼愛爾蘭啤酒是泡沫不是上升而是下降的。但是直到現在(撞擊會產生大量泡沫)這個現象一直困擾著啤酒科學界。

Rodriguez和他的團隊發現撞擊瓶子頂部時產生的泡沫形狀和原子彈爆炸的蘑菇雲類似。Rodriguez說:“事實上,啤酒產生蘑菇雲的物理學原理和原子彈爆炸時產生的蘑菇雲原理一樣,很明顯,啤酒裡並沒有原子能這類東西。雖然爆炸的原因十分複雜,但是你看到兩朵蘑菇雲十分類似。”

物理學家的研究:敲擊啤酒瓶為什麼會產生大量氣泡

週日在Pittsburgh舉行的科學會議上,Rodriguez釋出了他的研究結果。

進行這個專案想法是在酒吧裡產生的。某天他和很多位科學家結束工作後到一間酒吧去,他們其中一位成為了啤酒惡作劇的受害者。Rodriguez說:“我們當時問自己,產生這種現象的原因是什麼?所以我們決定要在實驗室裡探究這種現象的原因。”

他們用高速攝像機拍攝整個過程。慢慢地他們意識到,敲打啤酒瓶後在啤酒裡引起了一系列反應——有點像Rube Goldberg(魯賓·戈德堡裝置)。最後的結果,產生了一朵蘑菇雲。但之間的過程有點複雜。如果你想知道搖晃的細節或好奇這是怎麼發生的,那就往下讀吧。

在瓶口打擊產生產生振動,振動通過液體往下傳播。傳播過程中在啤酒內部產生小氣泡,這些小氣泡不斷的收縮和膨脹。

Rodriguez說:“玻璃瓶看起來似乎很堅固,但是它們也會有彈性。所以當你敲打他,壓縮瓶壁併產生水波。這就像是啤酒中產生了聲波。”

物理學家的研究:敲擊啤酒瓶為什麼會產生大量氣泡

到一定時候,氣泡再也無法承受壓力,然後它快速破裂了。

Rodriguez解釋道:“氣泡產生的十分劇烈,在短時間裡,氣泡破裂成小碎片並且產生蘑菇雲”(這種現象在物理學上稱作氣穴現象)。

現在就是產生魔幻現象的時候了。

氣泡的小碎片開始迅速變大。Rodriguez說:“由於氣泡的表面積增大,二氧化碳很容易就進入到氣泡中,所以氣泡增大的很快。”

氣泡增大後它們就變得越來越輕,然後就開始上升。他說:“就像大氣中的熱空氣,氣泡們輕快地上升。”

物理學家的研究:敲擊啤酒瓶為什麼會產生大量氣泡

Rodriguez說:“氣泡上升的越快,增大的速度也越快,因為和二氧化碳進入氣泡是十分有效率的。”

然後創造出一個自我迴圈的過程:氣泡保持不斷的上升和增大,並且越來越快。最終迴圈變得很劇烈以至產生了蘑菇雲。在幾百毫秒內啤酒從瓶子裡噴出,Rodriguez說:“你無法做任何事讓這個現象停止。”

這就是這項研究的所有結果,讓人遺憾的是這樣做很浪費啤酒。但Rodriguez和他的同事的研究成果可以應用到酒吧之外。

例如,當湖泊和火山中的二氧化碳含量過高時,就可以根據這個原理採取某些措施。他說:“一些地質學家認為當一些事件發生是可以根據我們的發現採取措施——甚至將二氧化碳隔離。”

誰知道呢?或許這項研究會在對抗氣候變化時有用武之地。

[island via NPR]

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