在拉格,真理: 啤酒的物理学


以科学的名义对啤酒进行实验,可以洞察火山爆发、小行星形成以及在太空饮酒的危险。betway必威官方菲尔 · 杜利报道。


这张 1901 的照片展示了美国约翰霍普金斯大学的研究人员,可能展示了最早的基于实验室的啤酒物理学研究之一。今天的实验不那么随机,更受控制。

JHU 谢里登图书馆/加多/盖蒂图片社

这是一个常见的酒吧恶作剧,敲打朋友啤酒的顶部,让它突然爆发出泡沫。对一些人来说很有趣,对另一些人来说很烦人; 但是对西班牙物理学家哈维尔 · 罗德里格斯-罗德里格斯来说,很有趣。

马德里卡洛斯三世大学的罗德里格斯-罗德里格斯决定研究这个奇怪的现象,在这个过程中,他在一杯啤酒中发现了许多复杂的物理现象, 这可以帮助科学家理解各种过程,从火山爆发到小行星的形成。

罗德里格斯-罗德里格斯说: “啤酒杯里有许多不同的物理现象,每次你喝啤酒,所有的物理现象都在你眼前。”。

他对知识的渴求甚至让他说服他的博士生将啤酒从一座 100 米高的塔上放下,研究自由落体微重力环境中气泡的形成。

“碳酸饮料便携实验室,可用于显示一个很有趣的方式工作的流动也在性质和行业,” 他和作者罗伯特 · 泽尼特写的审查他们发现的啤酒事实,发表在杂志上今天的物理学

啤酒中许多过程的关键在于它是碳酸的 -- 这是一个口语化的术语,指的是超饱和的二氧化碳溶液。随着啤酒的酿造,发酵通过酵母释放微量二氧化碳,在瓶子中增加压力。

一些二氧化碳气体溶解到啤酒中: 分数由亨利定律,这认为压力越高,溶解的气体越多。

当瓶子打开时,压力被释放,这意味着液体可以容纳的气体量更低: 溶液突然变得超饱和。但是解决方案需要一段时间才能迎头赶上。几个小时后,二氧化碳渗出,直到达到新的平衡点,啤酒爱好者称之为 “平”。

气体离开的速度和它引发的动力,构成了啤酒许多有趣行为的基础 -- 比如啤酒敲打恶作剧

罗德里格斯-罗德里格斯对它的研究是首次发布在杂志上物理审查信件揭示了啤酒火山的导火索是一种向上横扫液体的压力波。

突然的颠簸让啤酒暂时抛在脑后。在瓶子的侧面,当玻璃滑过啤酒时,效果是最小的。

然而,瓶子底部的向下移动有更大的影响,并在底部的液体中产生突然的压力下降。这个低压区域向上传播,触发啤酒中溶解的二氧化碳突然形成气泡。

然后啤酒赶上瓶子,压力反弹。这种突然的高压粉碎了刚刚形成的气泡。罗德里格斯-罗德里格斯发现每一个都打破了多达一百万个更小的泡沫。

这些,现在形成云,开始上升,随着它们吸收更多的二氧化碳而增长。他们需要一两秒钟才能到达顶部并起泡。

云的上升是由于气泡的浮力,这使得罗德里格斯-罗德里格斯和他的团队思考在零重力下会发生什么。

他们决定将一些啤酒从应用空间技术和微重力中心 100 米高的落水塔上放下,而不是将啤酒送入太空 (扎姆) 在德国不来梅。

为了实际的实验,他们必须找到一种替代液体。“我们不能用啤酒,” 罗德里格斯-罗德里格斯说。“它太脏了。”

使用碳酸水,该小组可以观察泡状云在液体中盘旋时的演变,捕捉高速视频的过程。

罗德里格斯-罗德里格斯的研究不仅与低重力环境中小行星和陨石等天体的形成相关,还解决了宇航员喝啤酒这一潜在的重要问题。

气泡的浮力使碳酸饮料中的气体从胃中上升并被排出,但是罗德里格斯-罗德里格斯指出,在零重力下,它们不会浮力。

“气泡将无法逸出消化系统内的液体,导致胃部和肠部疼痛的肿胀。所以,抱歉,太空人士不能喝香槟酒!”他和泽尼特在他们的评论文章中写道。

罗德里格斯-罗德里格斯承认有时喜欢喝他的实验仪器,但他小心翼翼地指出,他没有利用政府研究基金这样做。他说研究的指导方针排除了在酒精上的支出,所以他用自己的钱买了所有用于实验的啤酒。

“我认为它是罗德里格斯-罗德里格斯科学进步基金会,” 他补充道。betway必威官方

微重力实验的结果正在准备中,并将很快提交给杂志。

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菲尔 · 杜利是澳大利亚自由撰稿人、主持人、音乐家和视频制作人。他拥有激光物理学博士学位,曾是世界上最大的聚变实验喷气式飞机的科学传播者,并在从阿德莱德到格拉斯哥的科学表演和节日中表演过。在 Phil Up On Science 的旗帜下,betway必威官方他在全国各地经营科学酒吧之夜和一个 YouTube 频道。
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  5. http://www.mdpi.com/2306-5710/3/3/38/s1
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  7. https://www.zarm.uni-bremen.de/en/
  8. http://fluidosuc3m.es/people/pvega/
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