Oglejte si izstrelitev superzvočnih šok valov iz steklenice šampanjca

Pin
Send
Share
Send

Po odpiranju steklenice z mehurčki ustvarjajo udarne valove, kot tisti v nadzvočnem izpuhu letala, kaže nova raziskava.

Delček sekunde plutovinastih plutovin je ustvarjen s hitrim begom visokotlačnega plina, dolgo obtičanega v vratu steklenice. Zdaj je skupina raziskovalcev uporabila visokohitrostno fotografijo, da bi predstavila kemijo tega ikoničnega popa.

Za poskus so kupili šest stekleničk rosé šampanjca, od katerih sta dve hranili pri 30 stopinjah Celzija (86 stopinj Fahrenheita) in dve pri 20 C (68 F). Te steklenice so bile stare 42 mesecev in so bile podvržene tako imenovanemu alkoholnemu vrenju, imenovanem "de de mousse". Med tem postopkom se kvas prehranjuje s sladkorjem, da ustvari ogljikov dioksid, pri čemer šampanjec dobi svoj zmes.

Nato so raziskovalci uporabili visokohitrostno kamero za snemanje trenutka, ko so plute poskočile. Kamera za visoke hitrosti je bila pritrjena na mikrofon, ki je posnel udarce in sprožil kamero, da bi posnela vrsto fotografij.

Ko zapusti plutovina iz steklenice šampanjca, nastane vidni udarni valov, imenovan "mach disk". (Kreditna slika: Equipe Effervescence / CNRS / Université de Reims)

Takole so videli znanstveniki: Ko je plutovina izskočila iz steklenice, so jo nasilno stisnili s hitrim raztezanjem ogljikovega dioksida in vodne pare, ki sta bili dolgo zaprti v vratu steklenice. Zaradi nenadne spremembe tlaka sta se ogljikov dioksid in vodna para ohladila v kristale ledu in kondenzirala v meglo, ki se je odplaknila s plutovino.

Toda na svoje presenečenje so raziskovalci ugotovili, da je že v prvi milisekundi plutovinastega pluta ta nenadni padec tlaka v steklenici privedel do vidnih udarnih valov, imenovanih "Mach diski." Ti Machovi diski, ki nastajajo tudi v izpušnih plinih bojnih letal, se tvorijo, ker se uhajajoči plin izjemno hitro širi v zrak - z več kot dvakratno hitrostjo zvoka. Prav tako hitro izginejo, ko se tlak v plastenki vrne v normalno stanje.

Machovi diski se tvorijo tudi v nadzvočnih izpušnih sistemih bojnih letal, kot je ta McDonnell F-15E Strike Eagle. (Kreditna slika: letalstvo ZDA / višji letalski potnik Matthew Bruch)

Oblikovanje teh Machovih diskov je bilo "veliko presenečenje," je dejal glavni avtor Gérard Liger-Belair, profesor kemijske fizike na Univerzi v Reimsu Champagne-Ardenne v Franciji. "Fizika je bila že znana v vesoljskem inženiringu, ne pa vsi v znanosti o šampanjcu."

Razen tega so raziskovalci odkrili, da steklenice, shranjene pri sobni temperaturi, ustvarijo precej drugačen "pop" kot tiste, ki so shranjene pri vročih temperaturah.

Ker je ogljikov dioksid pri višjih temperaturah manj topen, je v vratu steklenic, shranjenih pri toplejših temperaturah, večja količina plina. Torej je plin v steklenicah, shranjenih pri 30 C, pod večjim pritiskom kot pri 20 ° C. Ko plutovina v steklenici s 30 C izpusti, je padec tlaka in temperature večji kot v steklenicah, shranjenih pri hladnejših temperaturah.

Vroča steklenica ustvarja velike ledene kristale in zahvaljujoč temu, kako ti kristali širijo svetlobo, sivkasto belo meglo. Steklenica sobne temperature medtem ustvarja manjše ledene kristale, ki tvorijo močnejšo meglo. "Upajmo, da se bodo ljudje čutili, da se jih bo dotaknila čudovita znanost, skrita v preprosti steklenici šampanjca ali penine," je dejala Liger-Belairjeva.

Ugotovitve so bile objavljene 20. septembra v reviji Science Advances.

Pin
Send
Share
Send