作者:Javier Rodríguez-Rodríguez 来源:《物理评论快报》 发布时间:2014/12/12 10:58:08
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科研人员解释啤酒泡沫“火山”背后玄机

 

如果你曾是“敲击酒瓶”的受害者,一定知道排队上的这些技巧有多恼人。对方用啤酒瓶在你的酒瓶上一碰,一分钟后,你的啤酒开始起沫儿,然后流出瓶外,让你浑身湿漉漉的。一些流体机械师近日解释了造成泡沫“火山爆发”的原因,该分析或还可用于解释一些地球物理现象。

为什么敲击酒瓶会产生泡沫?答案似乎很明显。啤酒的主要成分是水,加上过饱和的CO2。由于啤酒中溶解的气体比常规室温与大气压下溶解得更多,所以敲击会导致CO2迅速逃逸出溶液从而产生大量泡沫。但这并非全部。该研究主要负责人、西班牙马德里卡洛斯三世大学Javier Rodríguez-Rodríguez与其研究团队把一个高速相机系在啤酒瓶上,他们在近日发表于《物理评论快报》的文章中称,整个爆发过程分为三个阶段。

首先,在2/10毫秒的时间内,泡沫成倍增长。敲击产生的压力波到达瓶底后经过瓶中的液体发生扩张,使泡沫变大。扩张波到达啤酒表面后再作为压缩波返回到液体中,这一过程中突然的挤压使增大的泡沫分解成上百万个小泡沫;第二阶段,小泡沫迅速变大。由于小泡沫团簇的总表面积比任何一个含有等量气体的单个泡沫都大,使得CO2快速渗透出啤酒,在几毫秒之内,这些泡沫就可以变成其原来直径的10倍。当所有泡沫吸尽周围液体中几乎所有过量的CO2后,这时泡沫团的生长会变慢;最终,经过短暂的停滞,大约100毫秒之后,活跃的泡沫团簇开始在体液中上升,然后它们打着旋,形成大量饱含CO2的液体,这一过程即对流传送。此后,团簇中的泡沫在“自动催化”过程中比之前生长得更快,约一秒之后,完全成熟的泡沫就形成了啤酒喷泉。

这项研究或同样适用于一些地球物理现象。如1986年8月21日,喀麦隆的尼奥斯湖释放出大量CO2,导致1700人窒息而亡。研究人员表示,这场灾难释放的气体可能来自于湖中山体滑坡发生的自动催化过程。(来源:中国科学报 红枫)

 
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