Γιατί οι φυσαλίδες της σαμπάνιας ανεβαίνουν με τον ίδιο τρόπο; Οι επιστήμονες έσπασαν επιτέλους τον κώδικα!

 

Το μέγεθος των φυσαλίδων έχει άμεσο αντίκτυπο στη σταθερότητά τους και δεδομένου ότι οι φυσαλίδες στα ανθρακούχα ποτά είναι συνήθως μικρές, οι επιφανειοδραστικές ουσίες παίζουν κρίσιμο ρόλο στην παραγωγή ευθειών και σταθερών αλυσίδων. Ενώ η μπύρα περιέχει επίσης μόρια που μοιάζουν με τασιενεργά, το αν οι φυσαλίδες ανεβαίνουν σε ευθείες αλυσίδες ή όχι εξαρτάται από τον τύπο της μπύρας. Αντίθετα, οι φυσαλίδες στο ανθρακούχο νερό είναι εγγενώς ασταθείς, καθώς δεν υπάρχουν ρυπαντές που να διευκολύνουν την ομαλή κίνησή τους μέσω των ροών που δημιουργούνται από άλλες φυσαλίδες στην αλυσίδα.Συνέπειες για την κατανόηση των φυσαλιδωδών ροώνΗ μελέτη όχι μόνο ρίχνει φως στην επιστημονική εξήγηση πίσω από τις ευθύγραμμες φυσαλίδες της σαμπάνιας, αλλά έχει επίσης συνέπειες για την κατανόηση των φυσαλιδωδών ροών στη μηχανική των ρευστών. Τα ευρήματα παρέχουν ένα γενικό πλαίσιο για την κατανόηση του σχηματισμού συστάδων σε φυσαλιδώδεις ροές, το οποίο μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τομείς οικονομικής και κοινωνικής σημασίας. Για παράδειγμα, η έρευνα μπορεί να βοηθήσει τεχνολογίες που βασίζονται στην ανάμειξη που προκαλείται από φυσαλίδες, όπως δεξαμενές αερισμού σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού, παρέχοντας πληροφορίες για το πώς συγκεντρώνονται οι φυσαλίδες και πώς να προβλέψουμε την εμφάνισή τους.

Η ομάδα διεξήγαγε απλά πειράματα που θα μπορούσαν εύκολα να αναπαραχθούν ακόμη και σε μια τοπική παμπ. Γέμισαν ένα μικρό δοχείο από πλεξιγκλάς με υγρό και έβαλαν μια βελόνα στο κάτω μέρος για να αντλήσει αέριο και να δημιουργήσει διαφορετικές αλυσίδες φυσαλίδων. Για να παρατηρήσουν τις αλυσίδες, έριξαν ποτήρια με διάφορα ανθρακούχα ποτά, όπως ανθρακούχο νερό, μπύρα και σαμπάνια . Η μελέτη εξηγεί γιατί οι φυσαλίδες της σαμπάνιας ανεβαίνουν σε ευθεία γραμμή ενώ άλλα ανθρακούχα ποτά παράγουν ασταθείς αλυσίδες και τα απλά πειράματα των ερευνητών αποκάλυψαν το μυστήριο πίσω από τις αλυσίδες φυσαλίδων της σαμπάνιας, το οποίο μπορεί να έχει σημαντικές επιπτώσεις για μελλοντική έρευνα.

Περίληψη Μελέτης: Οι φυσαλίδες εμφανίζονται όταν ένα ανθρακούχο ποτό χύνεται σε ένα ποτήρι. Πολύ σταθερές αλυσίδες φυσαλίδων παρατηρούνται ξεκάθαρα στη σαμπάνια, που δείχνουν μια σχεδόν ευθεία γραμμή από μικροσκοπικές θέσεις πυρήνων από τις οποίες σχηματίζονται συνεχώς. Σε ορισμένα άλλα ποτά όπως η σόδα, τέτοιες αλυσίδες δεν είναι ίσιες (όχι σταθερές). Λαμβάνοντας υπόψη τις αλληλεπιδράσεις ζευγών για σφαιρικές καθαρές φυσαλίδες, οι αλυσίδες φυσαλίδων δεν πρέπει να είναι σταθερές, γεγονός που έρχεται σε αντίθεση με αυτές τις παρατηρήσεις. Ο στόχος αυτής της εργασίας είναι να εξηγήσει τις συνθήκες για τη σταθερότητα της αλυσίδας φυσαλίδων. Για το σκοπό αυτό διεξάγονται πειράματα και άμεση αριθμητική προσομοίωση. Το μέγεθος της φυσαλίδας καθώς και το επίπεδο μόλυνσης της διεπαφής ποικίλλουν ώστε να ταιριάζουν με το εύρος των παραμέτρων στα τυπικά ποτά. Και οι δύο παράγοντες φαίνεται ότι επηρεάζουν τη σταθερότητα της αλυσίδας φυσαλίδων. Η μετάβαση από τη σταθερή στην ασταθή συμπεριφορά προκύπτει από την αντιστροφή της δύναμης ανύψωσης, η οποία προκαλείται από την αφύπνιση φυσαλίδων. Προτείνεται ένα κριτήριο που βασίζεται στην παραγωγή στροβιλισμού στην επιφάνεια της φυσαλίδας για τον προσδιορισμό των συνθηκών μετάβασης από σταθερές σε ασταθείς αλυσίδες φυσαλίδων. Πέρα από τα ανθρακούχα ποτά, η κατανόηση της ομαδοποίησης φυσαλίδων έχει αντίκτυπο σε πολλά προβλήματα δύο φάσεων τρέχουσας σημασίας.

https://interestingengineering.com/science/toast-worthy-discovery-scientists-uncover-mystery-champagne-bubbles