A sörösüveg tréfa folyadékmechanika lecke

A sörösüveg tréfa folyadékmechanika lecke

A tudósok nagy sebességű kamerával vizsgálták, hogyan tágulnak és emelkednek fel gyorsan a sörben lévő apró szén-dioxid-buborékok. Köszönetnyilvánítás: Madridi Carlos III Egyetem

Még ha sörpazarlásról is van szó, az egyik sörösüveg száját a másik aljával ütögetve lenyűgöző habkitörés keletkezik. A tréfa egyben egy ablak a szén-dioxid-buborékok fizikájába, legyen az palackban vagy egy vulkáni kráter tóban.

Egy évtizeddel ezelőtt, Javier Rodriguez , a folyadékmechanika professzora és kollégái a Madridi III. Carlos Egyetemről a bárban voltak, amikor valaki meghúzta a habos mutatványt. A csoport azonnal megpróbált magyarázatot találni arra, hogy a sör miért spriccelt ki olyan gyorsan.



„Ezek a buborékok szupergyorsan nőnek” – mondja. 'Néhány tíz ezredmásodperc alatt a habfelhők 10-szeresére szaporodhatnak.'

Kapcsolódó videó

A sörhab hatása alatt

A tudósok elmélete szerint a felső palack nyomáshullámot idézett elő az alsó palackban lévő sörön keresztül – és közben CO-buborékokkétkavitációnak nevezett folyamat során keletkeznek, majd kisebb buborékokra bomlanak szét. „Az egyetlen buborékban lévő összes gáz most több millió buborékban van” – mondja Rodriguez. De a csoport nem tudta összekapcsolni ezt a fontos első lépést a sör végső kimenetelével.

Másnap ellenőrzött kísérletekbe kezdtek a laborban, hogy kitalálják az egészet. De nem volt elég gyors kamerájuk ahhoz, hogy pontosan mérjék, mi történik. Évekkel később, 2012-ben a kutatók végre beszereztek egy nagy sebességű kamerát, amely feltárta, hogyan viselkednek a buborékok az idő függvényében, ahogy a fenti képen látható.

A csapat megállapította, hogy a kavitáció után egy másik fázis következik be – a tágulás. A kisebb buborékok nagyobb felülettel rendelkeznek, így több oldott CO-t engednek bekétbeszivárogni beléjük, és gyorsan növekednek. Mivel könnyebbek a folyadéknál, a buborékok felemelkednek, de még nem fejezték be a növekedést. „Ez messze a legrobbanékonyabb része a folyamatnak” – mondja Rodriguez. A buborékok gyorsan mozognak felfelé, és több oldott CO-t szívnak felkét, amitől még nagyobbra nőnek és még gyorsabban emelkednek.

Az eredmény: hirtelen, habos túlfolyás. (Ezt ne otthon próbáld ki, mert könnyen összetörheted az üvegeket, de figyeld a csínytevés akcióban a YouTube-on.) A csapat a tavaly novemberi éves találkozón ismertette eredményeit Az American Physical Society Fluid Dynamics osztálya .

Ahogy a kutatók elmondták más tudósoknak tanulmányukról, megtudták, hogy a gáznemű COkétkitörések történhetnek egy sörösüvegen kívül is, néha zord következményekkel. Például ugyanaz a fizika, amely a sör túlcsordulását okozhatja, a vulkáni krátertavak gáznemű kitöréseinél is működött az 1980-as években, amelyek emberek és állatok ezreit megfojtották az afrikai Kamerunban – mondja Bill Evans, az Egyesült Államok kutatókémikusa. Geológiai Szolgálat, aki tanulmányozta ezeket a tavakat.

„Nem számítasz arra, hogy a tavak felrobbannak és embereket ölnek” – mondja. De a Monoun-tónál 1984-ben és a Nyos-tónál 1986-ban ez pontosan mi történt . Evans úgy gondolja, hogy egy földcsuszamlás halálos CO-áradatot váltott kikétamely végigsöpört a környező területeken.

A tudósok és mérnökök azóta megvitatták a bugyborékolási folyamatot, hogy megakadályozzák ezekben a tavakban a nagyobb pusztítást, és olyan csöveket telepítenek, amelyek lassú, szabályozott kilövelléssel bocsátják ki a gázt. Most mindannyian felemelhetünk egy poharat vagy üveget, hogy ujjongjunk.

Adományozzon a tudománynak pénteken

Fektessen be a minőségi tudományos újságírásba azáltal, hogy adományoz a Science Friday számára.