Stebėkite viršgarsinius šoko bangas, paleidžiamas iš butelio šampano

Pin
Send
Share
Send

Remiantis nauju tyrimu, atidarius burbulo buteliuką, kyla smūgio bangos, kaip ir viršgarsiniame naikintuvo išmetime.

Padalintą antrąją šampano kamštienos popsą sukuria greitas aukšto slėgio dujų, ilgai įstrigusių butelio kaklelyje, pabėgimas. Dabar tyrėjų grupė pasitelkė greitąją fotografiją, kad vizualizuotų chemiją, slypinčią toje ikoninėje pop.

Eksperimentui jie įsigijo šešis šampano rožinės spalvos butelius, du iš jų tris dienas laikė 30 laipsnių Celsijaus (86 laipsnių Farenheito) temperatūroje, o du - 20 ° C (68 F) temperatūroje. Anksčiau šie buteliai buvo brandinami 42 mėnesius ir buvo vadinami „prizu dedant putas“ - tam tikros rūšies alkoholio fermentacija. Šio proceso metu mielės maitinasi cukrumi, sukurdamos anglies dioksidą, suteikdamos šampanui putlumo.

Tuomet tyrėjai panaudojo greitaeigę kamerą, kad užfiksuotų kamščių iššokimo momentą. Greitaeigė kamera buvo pritvirtinta prie mikrofono, kuris užfiksavo sprogimą ir suaktyvino fotoaparatą, kad būtų galima fotografuoti seriją nuotraukų.

Kai kamštis palieka šampano butelį, susiformuoja matomas smūgio bangas, vadinamas „mach disku“. (Atvaizdo kreditas: „Equipe Effervescence“ / CNRS / Reims universitetas)

Štai ką pamatė mokslininkai: Kai kamštis iššoko iš butelio, jį žiauriai sukrėtė sparčiai besiplečiantis anglies dioksidas ir vandens garai, kurie ilgą laiką buvo ribojami butelio kaklelyje. Dėl staigaus slėgio pokyčio anglies dioksidas ir vandens garai atvėso iki ledo kristalų ir kondensavosi į rūką, kuris išsiveržė su kamščiu.

Tačiau jų nuostabai tyrėjai nustatė, kad per pirmąjį kamščio popiečio milisekundę šis staigus slėgio sumažėjimas butelio viduje sukėlė matomas smūgio bangas, vadinamas „Macho diskais“. Šie Macho diskai, kurie taip pat sukuriami naikintuvų išmetimo sistemoje, susidaro todėl, kad išleidžiamos dujos į orą plečiasi ypač greitai - daugiau nei du kartus viršydamos garso greitį. Jie išnyksta taip pat greitai, kai slėgis buteliuke tampa normalus.

Macho diskai taip pat susidaro viršgarsiniuose naikintuvų išmetimuose, tokiuose kaip šis „McDonnell F-15E Strike Eagle“. (Vaizdo kreditas: JAV oro pajėgos / vyresnysis lakūnas Matthew Bruchas)

Šių Mach diskų suformavimas „buvo didžiulė staigmena“, - sakė pagrindinis autorius Gérard Liger-Belair, Prancūzijos Reimso Šampanės-Ardėnų universiteto cheminės fizikos profesorius. "Fizika jau buvo žinoma aviacijos ir kosmoso inžinerijoje, bet ne visi šampano moksle".

Dar daugiau, tyrėjai išsiaiškino, kad kambario temperatūroje laikomi buteliai sukuria visai kitokį „popą“ nei tie, kurie laikomi karštesnėje temperatūroje.

Kadangi anglies dioksidas mažiau tirpsta aukštesnėje temperatūroje, butelių kaklelyje, esančiame šiltesnėje temperatūroje, yra didesnis dujų kiekis. Taigi buteliuose, laikomuose 30 C temperatūroje, esančiose dujose yra didesnis slėgis nei tose, kurios laikomos 20 C temperatūroje. Kai 30 C butelio kamštis išsiskiria, slėgio ir temperatūros kritimas yra didesnis nei buteliuose, laikomuose vėsesnėje temperatūroje.

Dėl karštesnio butelio susidaro dideli ledo kristalai ir, dėka to, kaip tie kristalai išsisklaido, pilkšvai baltas rūkas. Tuo tarpu kambario temperatūros butelis sukuria mažesnius ledo kristalus, sudarydamas melsvesnį rūką. „Tikimės, kad žmonės jausis paliesti gražaus mokslo, paslėpto paprastame šampano ar putojančio vyno butelyje“, - teigė Liger-Belair.

Išvados buvo paskelbtos rugsėjo 20 d. Žurnale „Science Advances“.

Pin
Send
Share
Send