快捷搜索:      国际  共赚  理财  包贝尔  歌姬  无关

一杯啤酒里有若干个泡泡?科学家真的算出来了

IPFS

www.ipfs8.vip)是FiLecoin致力服务于使用FiLecoin存储和检索数据的官方权威平台。IPFS官网实时更新FiLecoin(FIL)行情、当前FiLecoin(FIL)矿池、FiLecoin(FIL)收益数据、各类FiLecoin(FIL)矿机出售信息。并开放FiLecoin(FIL)交易所、IPFS云矿机、IPFS矿机出售、租用、招商等业务。

,

图片泉源:Pixabay

又是一个开心的周末,你和同伙约了一起去撸串,点上两瓶啤酒,正往杯子里倒,啤酒却又像往常一样冒出大量气泡,溢了出来。这些“恼人”的气泡总会搞得桌面一团糟,但你是否想过一杯啤酒里,到底会有若干“恼人”的泡泡呢?

在5000多年前的美索不达米亚,人们就已经最先喝啤酒了。现代啤酒主要由水、谷物、酵母和啤酒花发酵而成。发酵历程中,酵母菌会剖析谷物中的淀粉,发生适口的糖、醉人的酒精以及二氧化碳――而这正是气泡的泉源。啤酒在罐装时,还会被生产商注入分外的二氧化碳,以增添容器中的压力。这导致开瓶时,或是倒入杯中时,啤酒中总会涌出不少气泡。

以是,当你战战兢兢地将啤酒倒入杯中时,到底会冒出若干泡泡?为了弄清晰这个问题,法国兰斯-香槟-阿登大学(University of Reims Champagne-Ardenne)的杰拉德・利格・贝莱尔(Gérard Liger-Belair)和克拉拉・西林德(Clara Cilindre)做了充实的理论剖析,并用实验验证了他们的展望,他们还将结论揭晓在ACS Omega期刊上。他们的实验解释,一杯啤酒冒出的气泡总数,约莫在20万~200万个之间。

理论剖析

一杯啤酒中能发生的气泡总数受到三个因素的限制,啤酒中二氧化碳的总量每个气泡中二氧化碳的含量,以及最后啤酒不再形成气泡时,啤酒中二氧化碳的浓度

二氧化碳溶于水,但二氧化碳消融度的数据大多是在纯水中的数据,对于啤酒这种酒精含量5%左右的夹杂物,数据就很有数了。幸亏2013年,已经有人研究过二氧化碳在啤酒中的消融问题。不外有一点对于水和啤酒来说都是相通的:液体中能消融若干二氧化碳,是和气压亲热相关的。

这被称为亨利定律(Henry's law),即气压越高,啤酒中能消融的二氧化碳越多。一样平常而言,啤酒瓶并不会被完全装满,会在瓶口留下一点空间,正是这里的气压决议了啤酒中能消融若干二氧化碳。一样平常而言,二氧化碳的消融度并不是很高。然则由于啤酒瓶中气压较高,消融度上升,瓶中啤酒的体积也远大于气体的体积,因此瓶中大部门二氧化碳都集中在啤酒中。

一样平常啤酒瓶中总会留下一点空间,正是这里的气压决议了啤酒中消融的二氧化碳数目(图片泉源:pixabay)

对于0~5摄氏度的啤酒,内部气压一样平常为2个大气压。当你起开酒瓶时,瓶盖被“砰”的一声弹飞,气压也随之下降,瓶中的气压也都回到了一个大气压。而这时,啤酒内消融的二氧化碳也就成了过饱和状态,二氧化碳就能溢出了。

冒泡的诀窍

然则显然,开瓶时“绅士”与否,会影响开瓶发生的气泡的若干。这是由于就算消融的二氧化碳已经到达过饱和状态,但从液体中形成气泡,是会让整个系统能量上升的,以是气体难以自觉从啤酒中冒出来。只有啤酒中有现成的气腔时,气体才气从啤酒中自觉成核,形成泡泡。

凭证啤酒-二氧化碳界面的外面张力强度、大气压力、二氧化碳在啤酒中的消融度和浓度,可以盘算出引发气泡成核(Bubble Nucleation)的气腔的临界曲率半径。对于实验中使用的6摄氏度,酒精含量5%的啤酒来说,只要曲率半径大于0.7微米,或者说原始气腔的直径大于1.4微米,它就能从气腔发展为泡泡。

欧博手机版下载

欢迎进入欧博手机版下载(www.aLLbetgame.us),欧博官网是欧博集团的官方网站。欧博官网开放Allbet注册、Allbe代理、Allbet电脑客户端、Allbet手机版下载等业务。

就算你开瓶时不那么“狂野”,尽可能阻止因摇晃而啤酒瓶中发生太多气腔,羽觞也不会放过你。虽然多数玻璃杯外面看上去异常滑腻,但若是把它们放到显微镜下审阅,就会发现上面充满在制造历程中留下的细微缺口。每个缺口都是一个不能祛除的气腔,让消融在啤酒中的二氧化碳鱼贯而出。一样平常而言,玻璃杯底部不平整的地方更多,这也是大部门气泡都市从羽觞底部涌出的缘故原由。

玻璃杯的显微照片,(a)(b)两图中黑线划分代表100微米和20微米 图片泉源:ACS Omega2021, 6, 14, 9672�C9679

二氧化碳不停析出,啤酒中的二氧化碳浓度也越来越低,这样所需要气腔的半径也越来越大。直到啤酒中再也没有足够大的气腔能让二氧化碳析出,气泡也就不会再析出了。算出临界点,就能获得啤酒不再冒泡时的二氧化碳浓度。

一个泡泡

气体的析出是一个动态历程。气泡在上升的历程中,不停有气体从啤酒进入气泡,气泡也在不停长大。上世纪90年月,就有科学家研究过气泡变大的历程。除了气压、温度、重力加速率等常系数外,气泡直径主要和气泡上升高度的三分之一次方成正比。也就是说,气泡刚发生时会迅速变大,然后维持在一个稳固的直径。不外,相较于转变不大的直径,气泡的体积倒是随着上升的历程线性增大――这也意味着,向杯中倒入差异体积的啤酒,杯中的气泡数目会有较大的差异。

和上世纪90年月相比,现在的高速摄像机已经领先了许多。除了理论推导之外,贝莱尔他们也直接用高速摄像机拍出了照片。当气泡上升到啤酒外面时,气压基本上和大气压相等,这时就能估量每个气泡中,二氧化碳的含量了。不外,玻璃杯的形状,向杯中倒入啤酒的若干,都市影响每个气泡中二氧化碳的含量。

一个泡泡在上升历程中的巨细转变的示意图,(a)(b)两图划分为啤酒和香槟中的气泡,黑线代表1毫米 图片泉源:ACS Omega2021, 6, 14, 9672�C9679

现在,我们已经获得了初始和冒泡竣事时啤酒中二氧化碳的浓度,另有每个气泡中所含有的二氧化碳。稍加盘算,就能获得每杯啤酒中冒出的泡泡总数了。在贝莱尔的实验条件下,一杯啤酒中冒出的泡泡约莫在20万~200万个之间。

严谨的物理实验

本着实事求是的态度,小编在昨晚和同伙去吃烤肉的时刻,也点了一瓶啤酒。然则将啤酒打开时,却发现啤酒中的“气”早已“跑光”。将啤酒倒入杯中时,险些没有若干气泡。这是由于,能影响一杯啤酒中气泡总数的因素着实是太多了。

贝莱尔的研究总结出了许多能影响啤酒气泡数目的因素。啤酒的种类、酒精浓度、罐装时的气压,啤羽觞的形状、材质、制作工艺,向啤羽觞中倒入啤酒的若干,甚至大气压和重力加速率都能影响气泡的若干,作为严谨的物理实验,控制变量必不能少。

他们选择了一个法国品牌的啤酒,酒精含量为5%。啤酒用玻璃瓶封装,每瓶含有250毫升啤酒。在实验最先之前,每瓶啤酒至少在6摄氏度的冰箱中冷藏48小时。杯子也不能纰漏,他们选取了四个机械制造的500毫升玻璃杯,尽可能保证它们是相同的。首先用稀醋酸洗濯玻璃杯,再用蒸馏水洗濯,洗濯事后在60摄氏度的干燥炉中干燥,干燥完成后,再将玻璃杯存放在6摄氏度的环境中。之后,他们还学着服务员的样子,轻柔地将将整瓶250毫升的啤酒倒入杯中,尽可能削减倒啤酒历程中的颠簸。

只有在这样的条件下,一杯啤酒中冒出的泡泡总数才是20万到200万个。实验条件转变时,一杯啤酒中发生泡泡的数目会猛烈转变。200万和寥若晨星的对比对小编的袭击也简直不小。

不外,这些都不主要,啤酒好喝就行了。

参考论文:

ACS Omega2021, 6, 14, 9672�C9679https://doi.org/10.1021/acsomega.1c00256

泉源:全球科学

发表评论
诚信在线声明:该文看法仅代表作者自己,与本平台无关。请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片

您可能还会对下面的文章感兴趣: