用什么样的“姿势”讨论啤酒会让别人觉得我是学材料的?


材料牛注:在我们打开一罐饮料的瞬间,可能会听到清脆的“嘶嘶”的声响。作为一枚患有重度强迫症的理科生,必然是要搞清楚其中的科学依据的!那么接下来,我们一起领略下此间蕴含的材料知识~

简单地说,这是由于开盖前后,压力骤变,使得CO2溶解度发生变化,使其快速地从液体饮料中溢出而产生的声音。

在打开罐子之前,微小的气泡附着在罐壁四周。当罐子被打开时,由于CO2溶解度的减小,这些小气泡的尺寸会增加,当它们都尺寸增加到某一特定值时,气泡会脱离罐子内部,上升到罐顶。如图1所示。

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图1 打开苏打水瓶时,气泡的生成过程。

那么,轻拍饮料罐真的就可以阻止它起泡吗?

在这个过程中,要用多大的力度来拍打罐子呢,这项方法真的有用吗?这还存在争议,但是已经有理论来解释为什么这种方法能够起作用。正如先前所述,在未开启的罐中,气泡能够在罐壁形核(如图2a),所以在开罐之前轻拍罐子能够消除一些泡沫,使他们能够浮到液体上面。

打开罐子时,气泡会膨胀(如图2b),那些在液体深处的气泡比靠近表面的气泡上升得更远,这将使饮料总体积快速增加,可能导致大量的液体喷射。轻拍罐子会减少这些深处的气泡,从而减少液体的溢出(如图2c)。

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图2 开罐之前轻拍罐子能减少溢出的可能机制

当然,剧烈地摇晃啤酒罐可以使气泡脱离罐壁,但这种方法会引起更多的湍流,从而增加系统的能量,导致在啤酒中产生更多的气泡,在开盖时泡沫更容易喷出来。用啤酒瓶剧烈地敲击另一个打开的啤酒瓶上方也会有相同的效果,同样会导致大量喷啤酒泡沫喷出。这是因为由撞击引起的压力波在瓶子内产生了微小的“蘑菇云”,当压力释放时会排出大量的液体。

有意思的是,制作容器的材料也与气泡的涌出量有关。实际情况表明,将啤酒倒入不同润湿性的玻璃器皿中时,产生的泡沫数量不同,不仅影响瓶颈处气泡,还影响瓶子内部气泡的大小与数量。

Does tapping a can of fizzy drink really stop it foaming over?

感谢材料人编辑部糯米提供素材

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