Skatieties virsskaņas triecienviļņus, sākot no šampanieša pudeles

Pin
Send
Share
Send

Atverot burbuļojošu pudeli, tiek radīti trieciena viļņi, piemēram, iznīcinātāja virsskaņas izpūtējā, liecina jauns pētījums.

Šampanieša korķa sadalīto sekundes daļu izveido ar ātru augsta spiediena gāzes aizbēgšanu, kas ilgi iestrēdzis pudeles kaklā. Tagad pētnieku grupa ir izmantojusi ātrdarbīgu fotografēšanu, lai vizualizētu ķīmiju, kas slēpjas aiz šī ikoniskā pop.

Eksperimentam viņi iegādājās sešas šampanieša sārtpudeles, no kurām divas trīs dienas uzglabāja 30 grādos pēc Celsija (86 Fārenheita) un divas 20 ° C (68 F) temperatūrā. Šīs pudeles iepriekš bija izturētas 42 mēnešus, un tās tika pakļautas tā sauktajam "prēmijas uzlikšanai", kas ir spirta fermentācijas veids. Šī procesa laikā raugs barojas ar cukuru, veidojot oglekļa dioksīdu, piešķirot šampanietim tā mirdzumu.

Pēc tam pētnieki izmantoja ātrgaitas kameru, lai reģistrētu brīdi, kad korķi uzlēca. Ātrgaitas kamera tika piestiprināta pie mikrofona, kas reģistrēja sprādzienu un iedarbināja kameru, lai uzņemtu fotoattēlu sēriju.

Kad korķis atstāj šampanieša pudeli, veidojas redzams triecienvilnis, ko sauc par "mach disku". (Attēla kredīts: Equipe Effervescence / CNRS / Reims Universitāte)

Lūk, ko zinātnieki redzēja: Kad korķis izlēca no pudeles, to vardarbīgi izdrāza, strauji izplešoties oglekļa dioksīdam un ūdens tvaikiem, kas jau sen bija ieslēgti pudeles kaklā. Šīs pēkšņās spiediena izmaiņas izraisīja oglekļa dioksīda un ūdens tvaiku atdzišanu ledus kristālos un kondensējas miglā, kas izdalījās kopā ar korķi.

Bet par pārsteigumu pētnieki atklāja, ka korķa popa pirmās milisekundes laikā pēkšņais spiediena kritums pudeles iekšienē izraisīja redzamus triecienviļņus, ko sauca par "Mach diskiem". Šie Mach diski, kas ir izveidoti arī iznīcinātāju sprauslās, veidojas tāpēc, ka izplūstošā gāze gaisā izplešas ārkārtīgi ātri - vairāk nekā divas reizes pārsniedzot skaņas ātrumu. Viņi tikpat ātri pazūd, kad spiediens pudelē normalizējas.

Mach diski veidojas arī iznīcinātāju virsskaņas izplūdes gāzēs, piemēram, šajā McDonnell F-15E Strike Eagle. (Attēla kredīts: ASV Gaisa spēki / vecākais gaisa desantnieks Metjū Brūss)

Šo Maha disku izveidošana "bija liels pārsteigums", sacīja svina autors Džerārs Ligers-Belairs, Reimsas Šampaņas-Ardēnu universitātes ķīmiskās fizikas profesors Francijā. "Fizika jau bija zināma kosmiskajā inženierijā, bet ne visi šampanieša zinātnē."

Vēl vairāk, pētnieki atklāja, ka pudeles, kas tiek glabātas istabas temperatūrā, rada diezgan atšķirīgu "popu" nekā tās, kuras tiek uzglabātas karstākā temperatūrā.

Tā kā oglekļa dioksīds ir mazāk šķīstošs augstākā temperatūrā, siltākā temperatūrā glabātu pudeļu kaklā sēž lielāks gāzes daudzums. Tātad gāze pudelēs, kas tiek turētas 30 C temperatūrā, ir pakļauta lielākam spiedienam nekā tām, kuras tiek turētas 20 C temperatūrā. Kad korķis 30 C pudelē izdalās, spiediena un temperatūras kritums ir lielāks nekā pudelēs, kuras tiek uzglabātas vēsākā temperatūrā.

Karstāka pudele rada lielus ledus kristālus un, pateicoties tam, ka šie kristāli izkliedē, pelēcīgi balta migla. Tikmēr istabas temperatūras pudelē veidojas mazāki ledus kristāli, veidojot zilāku miglu. "Cerams, ka cilvēki jutīsies aizkustināti no skaistās zinātnes, kas paslēpta vienkāršā šampanieša vai dzirkstošā vīna pudelē," sacīja Ligers-Belairs.

Rezultāti tika publicēti 20. septembrī žurnālā Science Advances.

Pin
Send
Share
Send