• Wednesday July 17,2019

The Science of Champagne Bubbles

Anonim

Roti bakar tahun baru dengan sebotol champagne! Dengan fizznya yang halus, berkilau emas, dan corking yang mempesonakan, ia adalah minuman perayaan. Baca tentang pembuatan champagne, pembentukan gelembung, dan matematik di sebalik corak gelembung, dan bersiaplah untuk memaparkan beberapa pengetahuan makanan di pesta tahun baru musim sejuk ini.


Bagaimana Ia Dibuat

Wain berkilauan bukanlah sampanye kecuali ia berasal dari rantau senama di Perancis. Wilayah Champagne di timur laut Perancis menawarkan syarat-syarat tanah yang ideal yang menyumbang kepada kualiti anggur, dan dengan itu kualiti minuman yang dihasilkan dari winemaking champagne.

Champagne menjalani proses penapaian dua bahagian. Penapaian pertama menghasilkan wain champagne rata. Seterusnya, yis dan gula ditambah ke pangkalan ini, dan botol dimeteraikan. Ragi mengambil gula dan menghasilkan alkohol bersama-sama dengan kira-kira 10 gram CO 2 seliter cecair [1].

Menjelang akhir pengeluaran botol dibuka, di mana ragi dan kira-kira 80% daripada CO 2 dikeluarkan dari botol. Ia mungkin kelihatan bahawa membenarkan sebilangan besar CO 2 melarikan diri akan menjejaskan kerja keras yis, tetapi baki 20% dalam cecair adalah cukup untuk membuat 20 juta buih dalam satu suling champagne, masing-masing tidak lebih besar daripada diameter milimeter [1]. Botol dengan cepat sekali lagi ditutup, dan kemudian siap dijual.


The Pop

Pada pukul 11:59 pada 31 Disember, ramai yang akan mempunyai botol di tangan dan akan menjangkakan bangung tembakan; ini disebabkan oleh peningkatan tekanan di dalam botol. Yang menghairankan, hanya 5% daripada tenaga yang dibangkitkan semasa pembukaan botol adalah tenaga kinetik 's kinetik, iaitu energi gerak yang akan menggerakkan gabus ke mata saudara anda. Baki 95% tenaga menjana gelombang kejutan bunyi yang muncul. Gelombang ini menyebabkan corak CO2 seperti awan cendawan yang dilepaskan apabila gabus muncul [3]. Kabut putih yang naik dari botol selepas awan cendawan adalah kabut etanol dan wap air, yang dicetuskan oleh kejatuhan suhu gas secara tiba-tiba apabila tekanan botol dikeluarkan dengan cepat. Kerana kelajuan di mana ini berlaku, tidak ada masa untuk pemindahan tenaga-pemanasan-berlaku. Hasilnya adalah pendinginan adiabatik. Suhu gas jatuh, menyebabkan wap air dalam gas mengalir [3].


The Bubbles

Keberkesanan Semulajadi - Champagne fizz mempunyai sumber yang agak mengejutkan. Ia disebabkan oleh kehadiran serat selulosa kecil yang berpaut ke kaca oleh daya elektrostatik. Serat itu didepositkan dari udara atau yang telah ditinggalkan selepas menyapu kaca dengan tuala. Setiap serat, kira-kira 100 mikrometer panjang, mengembangkan poket gas dalaman kerana kaca itu diisi. Poket gas microfiber ini adalah tapak pembentukan gelembung. Untuk membentuk gelembung, CO2 terlarut harus meneruskan molekul cecair yang disatukan oleh interaksi molekul yang sangat lemah tetapi melimpah. CO 2 tidak mempunyai tenaga yang mencukupi untuk melakukan ini dengan sendirinya, tetapi poket gas yang diadakan di serat selulosa menurunkan penghalang tenaga dan membolehkan gelembung terbentuk. CO 2 terus menyimpan dari champagne ke dalam gelembung sehingga mencapai sekitar 10-50 mikrometer [1], yang mana daya tarikannya sangat besar sehingga ia menghilang dari serat dan mengapung ke atas. Bentuk gelembung baru segera di tempatnya.

Nucleation Buatan - Kerana semulajadi semulajadi sangat rawak dan tidak mudah dikawal, pembuat kaca menggunakan cara yang lebih banyak untuk menghasilkan gelembung. Glassmakers menggunakan laser untuk mengukir tapak nukleus buatan di bahagian bawah kaca untuk membuat corak effervescence yang menyenangkan ke mata. Mereka biasanya membuat tidak kurang dari 20 calar untuk membuat bentuk cincin, yang menghasilkan lajur yang berterusan untuk meningkatkan gelembung.


Corak gelembung

Corak menggelegar sebenarnya berubah seiring dengan masa sampanye itu berada di dalam kaca. Gelembung bermula sebagai rentetan yang naik pasang, kemudian secara beransur-ansur beralih ke gelembung dalam kumpulan bertiga, dan akhirnya menetap dalam corak jam kerja gelembung individu yang teratur. Satu pasukan ahli fizik di rantau Champagne di Perancis telah melakukan penyelidikan yang luas untuk mengetahui sains di sebalik sampanye fem dan pola menarik bentuk tali gelembung.

Corak ditentukan oleh kadar getaran gas yang terperangkap di titik nukleasi dan kadar pertumbuhan buih di luar. Faktor ini ditentukan oleh tekanan atmosfera pada permukaan sampanye, suhu, dan saiz titik nukleasi dalam kaca, antara faktor lain. Pasukan Champagne telah mencapai persamaan kompleks untuk menerangkan corak perbezaan aliran gelembung dengan menghubungkan radius gelembung, frekuensi ayunan poket gas, dan selang masa antara dua gelembung berturut-turut [2]

R (T i + 1) = R o + Ecos (2πωF b T i + 1)

di mana R o adalah jejari gelembung sebelum dilepaskan, dan T i adalah selang masa antara dua buih berturut-turut, ω adalah nisbah antara frekuensi ayunan poket gas dan gelembung (F b ), dan E adalah berkaitan dengan interaksi antara kedua-dua sistem [2].

Kini beberapa misteri di sebalik sparkle dan pop champagne telah diterangkan melalui sains, peluang untuk menarik perhatian rakan-rakan dan menyusun perbualan yang hadir pada majlis besar berikutnya. Memecahkan pemasa dan kertas graf; perhatikan satu titik nukleasi pada kaca dan ukur masa peralihan dari dua hingga tiga corak gelembung. Seseorang pasti akan bertanya apa yang berhenti menonton.


Rujukan

  1. "Bubbles and Flow Patterns in Champagne." American Scientist . Np, nd Web. 19 Dis 2013.
  2. Liger-Belair, Gerard. "Tempoh Menambah Laluan dalam Bubbles Berkilau." Kajian Fizikal 72 (2005): n. pag. Web.
  3. Boyle, Alan. "The Science of Champagne Bubbles Up for Again Untuk Malam Tahun Berita." NBC News . Np, 31 Disember 2012.


Mengenai pengarang: Elsbeth Sites sedang mengejar BS dalam Biologi di UCLA. Ketagihannya kepada Rangkaian Makanan telah berkembang menjadi cita-cita belajar tentang sains di sebalik makanan.



Artikel Yang Menarik

Adakah Sains Perubatan Benar 86% Benar?

Adakah Sains Perubatan Benar 86% Benar?

Idea bahawa Penemuan Penyelidikan Yang Paling Diterbitkan Sebenarnya Palsu menggegarkan dunia sains apabila ia dicadangkan pada tahun 2005. Sejak itu, bagaimanapun, ia telah diterima secara meluas - sekurang-kurangnya berkenaan dengan pelbagai jenis kajian dalam bidang biologi, genetik, perubatan dan psikologi

Teleskop pesawat terbang yang raksasa melihat cahaya pertama!

Teleskop pesawat terbang yang raksasa melihat cahaya pertama!

Berita yang sangat keren: pengamatan inframerah terbang, SOFIA (Observatorium Stratosferik untuk Astronomi Inframerah) - yang telah lama bekerja - telah menyaksikan cahaya pertama. Apa yang luar biasa mengenai pemerhatian ini ialah ia dipasang di lubang di sisi 747! Jangan percaya saya? Semak. Ini. Keluar: [Klik mana-mana imej di sini untuk dimulakan

Islam Hits Stesen Angkasa Antarabangsa

Islam Hits Stesen Angkasa Antarabangsa

Mekah dari atas. Program ruang angkasa Malaysia bersiap untuk menghantar angkasawan pertama negara ke stesen angkasa tahun depan, sedang menghadapi beberapa persoalan standard angkasawan yang pertama: apa penyelidikan saintifik untuk diteruskan, makanan istimewa tempatan untuk dibawa ke kapal, dan yang antara calon-calon yang berkeinginan hendak pergi

Para saintis sedang membuat mumi hari moden di dalam makmal

Para saintis sedang membuat mumi hari moden di dalam makmal

Amalan Mesir kuno untuk melestarikan badan melalui mumifikasi tidak lagi menjadi kaedah pilihan untuk memberi penghormatan kepada orang mati, tetapi masih hidup dan baik dalam makmal penyelidikan. Kami telah belajar banyak tentang mumia daripada teks sejarah dan mumia sebenar, tetapi untuk benar-benar memahami rahsia-rahsia yang asalnya, saintis mengikuti resipi berusia ribuan tahun untuk membuat mumi zaman moden

Adakah Anda Akan Mengubah Vegetarian Untuk Perlahan Pemanasan Global?

Adakah Anda Akan Mengubah Vegetarian Untuk Perlahan Pemanasan Global?

Lord Nicholas Stern, ahli ekonomi Britain yang menghasilkan laporan berpengaruh mengenai potensi kos pemanasan global, sangat menggalakkan orang awam British untuk pergi vegetarian untuk memperlambat pengumpulan gas-perangkap panas di atmosfer kita. Said Stern: "Daging adalah penggunaan air yang boros dan mencipta banyak gas rumah hijau

Apa maksud dari Hymen Manusia?

Apa maksud dari Hymen Manusia?

ra2studio / Shutterstock S: Saya memohon maaf sekiranya soalan ini sedikit terdengar: Apakah tujuan evolusi selaput dara manusia, dan apakah mamalia betina lain mempunyai membran seperti itu? - Joel Gottlieb, Toronto, Kanada A: Soalan yang sukar - selaput dara menimbulkan biologi evolusi sehingga hari ini