Czas e-biznesu

Wszystkie najświeższe informacje o Polsce z Czasu e Biznesu.

Dlaczego bąbelki w szampanie pękają w linii prostej, podczas gdy bąbelki w piwie nie

Kiedy delektujemy się kieliszkiem szampana, większość z nas martwi się tylko tym, że kierunek, w którym podróżują bąbelki, jest w naszych gardłach.

Jednak naukowcy z Brown University nie mogli przestać się zastanawiać, dlaczego one idą prosto, podczas gdy te w innych napojach bezalkoholowych nie.

Aby rozwiązać problem, wlewali do pojemników szampana, piwo, wodę gazowaną i wino musujące, pompując gaz na dno.

Następnie zmieniali rozmiar bąbelków i dodawali różne składniki do napojów, zwracając uwagę na wpływ na bąbelki.

Stwierdzono, że duże bąbelki i dodatek specjalnych białek w szampanie stabilizują łańcuchy bąbelków, pozwalając im unosić się w linii prostej.

Aby rozwiązać ten problem, wlewali do pojemników piwo musujące, wodę gazowaną i wino musujące oraz pompowali gaz na dno.

Naukowcy z Brown University odkryli, dlaczego bąbelki w szampanie (po lewej) płyną w górę w linii prostej, ale w innych napojach bezalkoholowych, takich jak piwo (po prawej), nie.

Stwierdzono, że duże bąbelki oraz dodatek specjalnych białek znajdujących się w szampanie stabilizują łańcuchy bąbelków, pozwalając im unosić się w linii prostej.  Na zdjęciu: łańcuchy pęcherzyków tworzące się z rurki kapilarnej w czystym płynie, zwiększające prędkość przepływu od lewej do prawej.  Kiedy częstotliwość pęcherzyków gazu wzrasta do szybkości łańcuchów pęcherzyków w szampanie, łańcuch gwałtownie traci stabilność

Stwierdzono, że duże bąbelki oraz dodatek specjalnych białek znajdujących się w szampanie stabilizują łańcuchy bąbelków, pozwalając im unosić się w linii prostej. Na zdjęciu: łańcuchy pęcherzyków tworzące się z rurki kapilarnej w czystym płynie, zwiększające prędkość przepływu od lewej do prawej. Kiedy częstotliwość pęcherzyków gazu wzrasta do szybkości łańcuchów pęcherzyków w szampanie, łańcuch gwałtownie traci stabilność

„To jest rodzaj badań, nad którymi pracuję od lat” – powiedział główny autor badania, profesor Roberto Zenit.

Dlaczego bąbelki szampana wznoszą się w linii prostej?

Szampan zawiera białka, które działają jak cząsteczki „środka powierzchniowo czynnego”, które mogą stabilizować bąbelki i pozwolić im unosić się w linii prostej.

Surfaktanty mają dwie skrajności – jedną przyciągającą wodę (hydrofilową) i drugą odpychającą wodę (hydrofobową).

Kiedy gaz jest wdmuchiwany do cieczy zawierającej środki powierzchniowo czynne, cząsteczki ustawiają się na powierzchni utworzonego przez nią pęcherzyka.

Hydrofilowy koniec pozostaje w cieczy, a hydrofobowy koniec wystaje z gazu, tworząc barierę między nimi.

To stabilizuje bańkę, zmniejszając napięcie powierzchniowe, zapobiegając jej pękaniu i pomagając jej płynnie unosić się.

Większość ludzi nigdy nie widziała wycieku do oceanu ani zbiornika napowietrzającego, ale większość z nich wypiła napój gazowany, piwo lub kieliszek szampana.

READ  Chiński reżim mówi, że zwolennicy niepodległości Tajwanu zostaną wciągnięci na czarną listę | Tajwan

„Mówiąc o szampanie i piwie, naszym głównym planem jest uświadomienie ludziom, że mechanika płynów jest ważna w ich codziennym życiu”.

Napoje bezalkoholowe zawierają bąbelki z powodu rozpuszczonego w nich dwutlenku węgla.

Jest dodawany, aby stworzyć musującą konsystencję, poprawić smak, a czasem zachować trwałość poprzez hamowanie wzrostu bakterii.

Gdy napój jest otwarty, ciśnienie zostaje uwolnione, powodując ulatnianie się dwutlenku węgla z roztworu w postaci bąbelków.

Bąbelki unoszą się na powierzchnię jeden po drugim, tworząc łańcuch, którego kierunek zależy od dynamiki płynów poszczególnych napojów.

W szampanie i winach musujących pęcherzyki gazu unoszą się w jednej linii skierowanej do góry, co jest znane jako „osiadły” łańcuch pęcherzyków.

W piwie, wodzie gazowanej i innych napojach bezalkoholowych bąbelki mogą odchylać się na bok, ponieważ pojawiają się w serii „niestabilnych” bąbelków.

Niestabilny łańcuch sprawia wrażenie, jakby w ogóle nie był w łańcuchu, a wiele bąbelków unosi się jednocześnie.

W swoim badaniu, opublikowanym dzisiaj w Physical Review Fluids, naukowcy chcieli dowiedzieć się, które pierwiastki wpłynęły na stabilność łańcucha pęcherzyków.

Dlaczego w wodzie gazowanej bąbelki nie pojawiają się w linii prostej?

Bąbelki w wodzie gazowanej zawsze tworzą niestabilne łańcuchy – nie następują po sobie w linii prostej – ponieważ nie zawierają cząsteczek środka powierzchniowo czynnego.

Oznacza to, że nie są chronieni przed czujnością bańki, która pojawiła się przed nimi w ich łańcuchu.

Wstanie wyprowadza ich z szeregu i powoduje, że skręcają na bok.

Najpierw nalali napój – gazowaną wodę Pellegrino, piwo Tecate, szampana Charlesa de Cazanove lub syrop po hiszpańsku – do prostokątnej miski.

Następnie wbili igłę w dno, przez którą pompowali stały strumień powietrza, tworząc łańcuch bąbelków.

Następnie naukowcy stopniowo zmieniali rozmiar bąbelków, zwiększając lub zmniejszając przepływ powietrza, i badali ich wpływ na łańcuch.

Dodali także specjalny rodzaj cząsteczki zwany „środkiem powierzchniowo czynnym”, o którym wiadomo, że pomaga stabilizować bąbelki.

READ  Kreml ucieka się do swoich żołnierzy w stanie spoczynku, by przypuścić atak wschodni przy „rosnących stratach”

Robią to, ponieważ mają dwie skrajności – jedną, która jest przyciągana do wody (hydrofilowość) i drugą, która jest odpychana przez wodę (hydrofobowość).

Kiedy gaz jest wdmuchiwany do cieczy zawierającej środki powierzchniowo czynne, cząsteczki ustawiają się na powierzchni utworzonego przez nią pęcherzyka.

Hydrofilowy koniec pozostaje w cieczy, a hydrofobowy koniec wystaje z gazu, tworząc barierę między nimi.

To stabilizuje bańkę, zmniejszając napięcie powierzchniowe, zapobiegając jej pękaniu i – w napojach bezalkoholowych – pomagając jej płynnie urosnąć.

Naukowcy odkryli, że większe bąbelki tworzą bardziej stabilne łańcuchy bąbelków, nawet bez obecności środka powierzchniowo czynnego.

To wyjaśnia, dlaczego w większości napojów bezalkoholowych bąbelki tworzą niestabilne łańcuchy, ponieważ zwykle zawierają mniejsze bąbelki.

Dodatek cząsteczek środka powierzchniowo czynnego stworzył również stabilne łańcuchy bąbelków, ponieważ zapobiega ich wypchnięciu z linii przez przedni ślad bąbelkowy.

Uważa się, że jest to główny powód, dla którego bąbelki szampana unoszą się w linii prostej – zawarte w nim białka działają jak środki powierzchniowo czynne.

Cząsteczki surfaktantu pomagają stabilizować bąbelki, ponieważ mają dwa końce - jeden przyciągany przez wodę (hydrofilowy), a drugi odpychany przez wodę (hydrofobowy).  Kiedy gaz jest wdmuchiwany do cieczy zawierającej środki powierzchniowo czynne, cząsteczki ustawiają się na powierzchni utworzonego przez nią pęcherzyka.  Hydrofilowy koniec pozostaje w cieczy, a hydrofobowy koniec wystaje z gazu, tworząc barierę między nimi.  To stabilizuje bańkę, zmniejszając napięcie powierzchniowe, zapobiegając jej pękaniu i - w napojach bezalkoholowych - pomagając jej płynnie urosnąć

Cząsteczki surfaktantu pomagają stabilizować bąbelki, ponieważ mają dwa końce – jeden przyciągany przez wodę (hydrofilowy), a drugi odpychany przez wodę (hydrofobowy). Kiedy gaz jest wdmuchiwany do cieczy zawierającej środki powierzchniowo czynne, cząsteczki ustawiają się na powierzchni utworzonego przez nią pęcherzyka. Hydrofilowy koniec pozostaje w cieczy, a hydrofobowy koniec wystaje z gazu, tworząc barierę między nimi. To stabilizuje bańkę, zmniejszając napięcie powierzchniowe, zapobiegając jej pękaniu i – w napojach bezalkoholowych – pomagając jej płynnie urosnąć

Dodatek środków powierzchniowo czynnych stworzył stabilne łańcuchy bąbelków, ponieważ zapobiega ich wykolejeniu przez ślad bąbelkowy z przodu.  Uważa się, że jest to główny powód, dla którego bąbelki szampana unoszą się w linii prostej – zawarte w nim białka działają jak środki powierzchniowo czynne

Dodatek środków powierzchniowo czynnych stworzył stabilne łańcuchy bąbelków, ponieważ zapobiega ich wykolejeniu przez ślad bąbelkowy z przodu. Uważa się, że jest to główny powód, dla którego bąbelki szampana unoszą się w linii prostej – zawarte w nim białka działają jak środki powierzchniowo czynne

„Teoria mówi, że te zanieczyszczenia, które działają jak środki powierzchniowo czynne w szampanie, są dobre” – powiedział profesor Zenit.

READ  Robert F Kennedy Jr: Najsłynniejsza polityczna dynastia Ameryki dała początek jednemu z czołowych antyszczepionkowców COVID - a jego przesłanie dociera do milionów | Wiadomości z USA

„To te cząsteczki białka, które nadają płynnemu smak i wyjątkowość, sprawiają, że łańcuchy bąbelków, które wytwarza, są stabilne”.

Dlatego też, pomimo niewielkich rozmiarów, w niektórych piwach bąbelki unoszą się w prostych, stałych łańcuchach – zawierają one również pewne białka, które działają jako środki powierzchniowo czynne.

Bąbelki w wodzie gazowanej zawsze tworzą niestabilne łańcuchy, ponieważ nie zawierają żadnych białek powierzchniowo czynnych, które chronią bąbelki przed wzajemnym przebudzeniem.

„To przebudzenie, to zaburzenie prędkości powoduje wydostawanie się bąbelków” – powiedział profesor Zenit.

„Zamiast mieć pojedynczą linię, bąbelki wyglądają bardziej jak stożek”.

Po eksperymentach fizycznych naukowcy stworzyli również komputerową symulację bąbelków w każdym napoju.

To powiedziało im, ile środka powierzchniowo czynnego dostało się do pęcherzyków gazu oraz o wadze i prędkości pęcherzyków.

Mają nadzieję, że ich odkrycia pomogą osobom projektującym zbiorniki napowietrzające i inne techniki mieszania napędzane bąbelkami.

Lepsze zrozumienie przepływów bąbelkowych może również pomóc w wyjaśnieniu przesiąkania oceanu, w którym metan i dwutlenek węgla wydobywają się z dna morskiego.

„Interesuje nas, w jaki sposób poruszają się te bąbelki i ich związek z zastosowaniami przemysłowymi i przyrodą” – powiedział profesor Zenit.

Naukowcy opracowują puszkę piwa z dwoma uchwytami – i twierdzą, że skutkuje to idealnie wylewanym kuflem

Ubicie idealnego kufla może zająć trochę praktyki, ponieważ piwosze często podnoszą nosy do spienionych głów.

Ale to może wkrótce należeć do przeszłości, ponieważ naukowcy zaprezentowali nowy projekt kanistra, który może raz na zawsze rozwiązać problem pienienia.

japońska firma nendo Twierdzi, że dzięki ich nowo zaprojektowanemu produktowi można osiągnąć tak zwany „złoty stosunek” piwa do piany.

Na pierwszy rzut oka może wyglądać jak zwykłe etui, ale mówi się, że dwie rozwijane zakładki produktu robią różnicę.

Nendo twierdzi, że ta innowacyjna konstrukcja skutkuje kuflem z doskonałym napiwkiem.

Przeczytaj więcej tutaj