Ура! Как физика физика способствует человеческому счастью

Ура! Как физика физика способствует человеческому счастью

Вспомните, когда в последний раз вам было что праздновать. Если вы выпили за счастливый случай, ваш напиток был, вероятно, алкогольным - и игристым. Задумывались ли вы, почему так приятно выпить стакан чего-то, что вызывает серию микровзрывов во рту?

Стакан игристого напитка полон физики, истории и культуры. Вероятно, мы впервые столкнулись с шипением вместе с открытием алкоголя, так как этанол и углекислый газ (СО2газ являются побочными продуктами брожения. Пить газированные вещества для удовольствия, а не просто пить воду, кажется, то, что делают только люди.

Во Франции 17-го века бенедиктинский монах Дом Периньон значительно усовершенствовал то, что мы теперь знаем как шампанское. Ему потребовалось много лет, чтобы усовершенствовать конструкцию бутылки и пробки, которая могла бы выдерживать высокое давление, необходимое для этого процесса. В игристом вине часть ферментации происходит после того, как жидкость была разлита в бутылки. С КО2 не может выйти из закрытого контейнера, внутри растет давление. В свою очередь, это приводит к тому, что большие количества газа фактически растворяются в жидкости в соответствии с законом Генри - правилом, согласно которому количество газа, которое может быть растворено в жидкости, пропорционально давлению.

Среди прочего, закон Генри объясняет, почему дайверы могут получить декомпрессионную болезнь, если они бросаются на поверхность: на больших глубинах тело подвергается высокому давлению и, следовательно, газы растворяются в крови и тканях в высоких концентрациях. Затем при всплытии давление возвращается к уровню окружающей среды, так что газ «растворяется» и выпускается, образуя болезненные, вредные пузырьки в теле. То же самое происходит, когда мы откупориваем бутылку шампанского: давление внезапно падает до своего атмосферного значения, жидкость становится перенасыщенной углекислым газом - et voilàпузыри появляются!

Со временем, когда жидкость продолжает выделять газ, размер пузырьков увеличивается, а их плавучесть увеличивается. Как только пузырьки становятся достаточно большими, они не могут застрять в микроскопических трещинах в стекле, где они первоначально образовались, и поэтому они поднимаются на поверхность. Вскоре после этого формируется новый пузырь, и процесс повторяется. Вот почему вы, вероятно, наблюдали образование пузырьковых цепочек в бокалах для шампанского, а также печальную тенденцию шипучих напитков распадаться через некоторое время.

Интересно, что Жерар Лигер-Белер, профессор химической физики в Университете Реймса Шампань-Арденны во Франции, открытый что большая часть газа, теряемого в атмосферу в игристом вине, выходит не в виде пузырьков, а с поверхности жидкости. Тем не менее, этот процесс значительно усиливается за счет того, что пузыри поощрять Шампанское течет в бокал. На самом деле, если бы не было пузырьков, потребовались бы недели, чтобы напиток потерял свой углекислый газ.

Привлекательный игристый характер шампанского можно найти и в других напитках. Когда речь идет о пиве и газированной воде, пузырьки не образуются в результате ферментации, а вводятся искусственно путем разлива жидкости под высоким давлением с избыточным количеством углекислого газа. Опять же, когда он открыт, газ не может оставаться растворенным, поэтому появляются пузырьки. Искусственная газировка была фактически обнаружена английским химиком 18-го века Джозефом Пристли - более известным благодаря обнаружению кислорода - при исследовании метода сохранения питьевой воды на кораблях. Газированная вода также встречается в естественных условиях: в южном французском городе Верже, где разливается бутилированная торговая марка минеральной воды Perrier, подземный источник воды подвергается воздействию углекислого газа под высоким давлением и выглядит естественно газированным.


Получите последние новости от InnerSelf


Когда газированный напиток богат загрязняющими веществами, которые прилипают к поверхности, известный как поверхностно-активные веществапузыри могут не взорваться, когда они достигнут вершины, но накапливаться там как пена. Это то, что дает пиву свою голову. В свою очередь, эта пена влияет на текстуру, вкус и вкус напитка. С физической точки зрения, пена также изолирует напиток, делая его более холодным в течение более длительного времени и действуя как барьер для выхода углекислого газа. Этот эффект настолько важен, что на стадионе Dodger в Лос-Анджелесе пиво иногда подают с головкой из искусственной пены. В последнее время исследователи открытый Еще один интересный эффект: пенопластовая головка предотвращает разлив пива, когда кто-то ходит с открытым стаканом в руке.

Dнесмотря на наше твердое тело понимание о формировании пузырьков в напитках, остается вопрос: почему мы любим напитки с пузырьками? Ответ остается неясным, но некоторые недавние исследования могут помочь нам понять. Взаимодействие углекислого газа с определенными ферментами, содержащимися в слюне, вызывает химическую реакцию, в результате которой образуется углекислота. Считается, что это вещество стимулирует некоторые болевые рецепторы, подобные тем, которые активируются при дегустации острой пищи. Таким образом, кажется, что так называемый «углекислый укус» является своего рода острой реакцией - и людям (как ни странно) это нравится.

Наличие и размер пузырьков могут даже повлиять на наше восприятие аромата. В недавнем изучение, Исследователи обнаружили, что люди могут испытывать укус углекислоты без пузырьков, но пузырьки изменили вкус. У нас до сих пор нет четкого представления о механизме, посредством которого пузырьки влияют на вкус, хотя у производителей безалкогольных напитков есть способы отрегулировать количество газирования в соответствии со сладостью и природой напитка. Пузыри также влиять на скорость, с которой алкоголь усваивается в организме - поэтому верно, что игристый напиток заставит вас чувствовать себя опьяненным быстрее.

Что касается нас, то все это дает отличный повод говорить о физике. Конечно, мы тоже наслаждаемся игристыми напитками - но лично мы празднуем добавление научного подхода к предмету, чтобы большинство людей могло относиться к нему. Более того, пузырьковые жидкости имеют много практических применений. Они необходимы для некоторых методов извлечения масло; для объяснения смертельных подводных взрывов известный as извержения лимона; и для понимания многих других геологических явленийнапример, вулканы и гейзеры, на деятельность которых сильно влияют образование и рост пузырьков газа в извергающейся жидкости. Итак, в следующий раз, когда вы будете праздновать и отбивать бокал шампанского, обязательно знайте, что физика способствует сумме человеческого счастья. Здоровья!Aeon counter - не удалять

Об авторах

Роберто Зенит - исследователь и профессор инженерных наук в Национальном автономном университете Мексики, а также член Американского физического общества. Его работа была опубликована в Журнал механики жидкости и Физические обзоры жидкостей, среди многих других.

Хавьер Родригес Родригес - адъюнкт-профессор в Группе механики жидкостей Мадридского университета им. Карлоса III. Его работа появилась в Журнал механики жидкостисреди многих других публикаций.

Эта статья была первоначально опубликована в геологический период и был переиздан в Creative Commons.

Книги по этой теме

{AmazonWS: searchindex = Книга, ключевые слова = счастье; maxresults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

Следуйте за InnerSelf

facebook-значокTwitter-значокНовости-значок

Получить последнее по электронной почте

{Emailcloak = выкл}

ВНУТРЕННИЕ ГОЛОСЫ

САМОЕ ЧИТАЕМОЕ