Cheers! Hoe die fisika van fizz dra by tot menslike geluk
Dink aan die laaste keer wat jy iets gehad het om te vier. As jy die gelukkige geleentheid gegroet het, was jou drank waarskynlik alkoholies - en borrelagtig. Het jy al ooit gewonder hoekom dit so lekker is om 'n glas van iets wat 'n reeks mikro-ontploffings in jou mond in die steek laat te sit?
'N Glas bitter drankie is vol fisika, geskiedenis en kultuur. Ons het waarskynlik die eerste keer gekonfronteer met die ontdekking van alkohol, aangesien beide etanol en koolstofdioksied (CO2) gas is byprodukte van fermentasie. Om koolzuurhoudende stowwe vir plesier te drink - eerder as om net gehidrateer te bly - blyk iets te wees wat net mense doen.
In die 17-eeu Frankryk het die Benedictynse monnik Dom Perignon baie verfyn wat ons nou as Champagne ken. Dit het hom baie jare geneem om 'n bottel- en kurkontwerp te maak wat die hoë druk wat die proses benodig, kan weerstaan. In vonkelwyn vind deel van die fermentasie plaas nadat die vloeistof gebottel is. Sedert die CO2 Kan nie die geslote houer ontsnap nie, die druk bou binne. Op sy beurt beteken dit dat groot gashoeveelhede eintlik in die vloeistof opgelos word, in ooreenstemming met Henry se wet - 'n reël waarin aangedui word dat die hoeveelheid gas wat in 'n vloeistof opgelos kan word, eweredig is aan die druk.
Onder andere verklaar Henry se wet waarom duikers dekompressie siekte kan kry as hulle hul opkoms na die oppervlak haas. Op groot dieptes word die liggaam blootgestel aan hoë druk en gevolglik word gasse in hoë en hoë bloed in bloed en weefsels opgelos. Dan word die druk na die omringende vlak teruggekeer na die omringende vlak sodat die gas 'uitlos' en vrygelaat word om pynlike, skadelike borrels in die liggaam te vorm. Dieselfde gebeur wanneer ons 'n bottel Champagne ontkook: die druk val skielik terug na sy atmosferiese waarde, die vloeistof word oorversadig met koolstofdioksied - et voilà, borrels kom uit!
Met verloop van tyd, as vloeistof steeds gas vrystel, groei die grootte van die bel, en hul dryf verhoog. Sodra die borrels genoeg groot word, kan hulle nie by die mikroskopiese splete in die glas waar hulle oorspronklik gevorm is, vasbly nie. Hulle styg dus na die oppervlak. Kort daarna vorm 'n nuwe borrel en die proses herhaal homself. Daarom het jy waarskynlik borrelkettings wat in Champagne-glase gevorm word, waargeneem, asook die hartseer neiging van koeldrank om na 'n rukkie plat te gaan.
Opvallend, Gerard Liger-Belair, professor in chemiese fisika aan die Universiteit van Reims, Champagne-Ardenne in Frankryk, ontdek dat die meeste van die gas wat aan die atmosfeer in vonkelwyn verlore gaan, nie in die vorm van borrels ontsnap nie, maar van die oppervlak van die vloeistof. Hierdie proses word egter baie verbeter deur die manier waarop dit bel moedig Die Champagne vloei in die glas. Trouens, as daar geen borrels was nie, sal dit weke neem om te drink om sy koolstofdioksied te verloor.
Die aantreklike borrelkarakter van Champagne kan ook in ander drankies gevind word. Wat bier en koolwater betref, kom die bel nie van fermentasie nie, maar word kunsmatig ingevoer deur die vloeistof teen hoë druk te bottel met 'n oormaat koolstofdioksied. Weereens, wanneer dit oopgemaak word, kan die gas nie ontbind word nie, dus ontstaan ​​borrels. Kunsmatige koolsuurwerk is eintlik deur die Engelse chemikus Joseph Priestley, die 18-eeuse eeuse eeuse, ontdek. Dit is beter bekend vir die ontdekking van suurstof. Hy ondersoek 'n metode om drinkwater op skepe te bewaar. Koolwater word ook natuurlik aangetref: in die suidelike Franse dorp Vergèze - waar Perrier, die kommersiële handelsmerk mineraalwater, gebottel word - 'n ondergrondse waterbron word blootgestel aan koolsuurgas teen hoë druk, en kom natuurlik warm op.
Wanneer 'n koolzuurhoudende drank ryk is aan kontaminante wat by die oppervlak staan, bekend as oppervlak, borrels kan nie bars as hulle die bokant bereik nie, maar daar as skuim ophoop. Dit gee bier sy kop. Op sy beurt beïnvloed hierdie skuim die tekstuur, mondgevoel en geur van die drank. Vanuit 'n meer fisiese perspektief, skuim ook die drank die skuim, hou dit kouer vir 'n langer tyd en dien as 'n versperring vir die ontsnapping van koolstofdioksied. Hierdie effek is so belangrik dat bier soms in die Dodger-stadion in Los Angeles bedien word met 'n kop van kunsmatige skuim. Onlangs het navorsers ontdek Nog 'n interessante effek: 'n Skuimkop verhoed dat die bier mors as 'n mens met 'n oop glas in die hand stap.
Dveral ons soliede begrip van borrelvorming in drankies, bly 'n vraag: net hoekom hou ons van drankies met borrels? Die antwoord bly ontwykend, maar sommige onlangse studies kan ons help om te verstaan. Die interaksie van koolstofdioksied met sekere ensieme wat in speeksel voorkom, veroorsaak 'n chemiese reaksie wat koolsuur veroorsaak. Hierdie stof word geglo om pynreseptore te stimuleer, soortgelyk aan dié wat geaktiveer word wanneer dit pittige kos proe. Dit blyk dus dat die sogenaamde 'carbonation bite' 'n soort pittige reaksie is - en mense (vreemd) lyk soos dit.
Die teenwoordigheid en grootte van borrels kan selfs ons persepsie van geur beïnvloed. In 'n onlangse studie, Navorsers het bevind dat mense die byt van koolsuur sonder bel kan ervaar, maar bel het verander hoe dinge geproe het. Ons het nog nie 'n duidelike beeld van die meganisme waarvolgens borrels smaak beïnvloed nie, alhoewel koeldrankvervaardigers maniere het om die hoeveelheid koolsuur te bepaal volgens die soetheid en aard van die drank. Bubbles ook beïnvloed die tempo waarteen alkohol in die liggaam geassimileer word - so dit is waar dat 'n bubbly drink jou vinniger laat voel.
Wat ons betref, bied dit alles 'n groot verskoning om oor fisika te praat. Ons geniet natuurlik ook bubbly-drankies, maar persoonlik vier ons 'n wye verskeidenheid wetenskap tot 'n vak sodat die meeste mense daaraan kan koppel. Bubbly vloeistowwe het ook baie praktiese toepassings. Hulle is noodsaaklik vir sommige tegnieke vir ekstraksie olie; vir die verduideliking van dodelike onderwater ontploffings bekende as limniese uitbarstings; en om baie ander geologiese te verstaan verskynsels, soos vulkane en geisers, wie se aktiwiteit sterk beïnvloed word deur die vorming en groei van gasborrels in die uitbarstingsvloeistof. Dus, die volgende keer as jy 'n glas bobberig vier, en klop, moet jy weet dat fisika bydra tot die som van menslike geluk. Salud!
Roberto Zenit is 'n navorser en professor in ingenieurswese by die nasionale outonome universiteit van Mexiko, en mede van die American Physical Society. Sy werk is gepubliseer in die Tydskrif vir vloeimeganika en Fisiese oorsigvloeistowwe, En vele ander.
Javier Rodríguez Rodríguez is 'n medeprofessor by die Fluid Mechanics Group van Carlos III Universiteit van Madrid. Sy werk het verskyn in die Tydskrif vir vloeimeganika, onder baie ander publikasies.
Wenke oor hoe om sterk te bly en onverwagse terugslae te hanteer deur te herstel - en selfs te groei as 'n ...
Ons obsessie met geluk is nie so modern soos dit mag lyk nie. Filosowe van Aristoteles tot Jeremy ...