干杯! Fizz物理如何为人类幸福做出贡献

干杯! Fizz物理如何为人类幸福做出贡献

想想你最后一次庆祝的事情。 如果你为快乐的时刻举杯,你的饮料可能是酒精 - 并且起泡。 你有没有想过为什么喝一杯能引发口腔微爆的东西真是太有趣了?

一杯充满泡沫的饮料充满了物理,历史和文化。 我们可能首先遇到了酒精的发现,因为乙醇和二氧化碳(CO2)气体是发酵的副产物。 饮用碳酸化合物的物质 - 而不是简单地保持水分 - 似乎只是人类所做的事情。

在17世纪的法国,本笃会修士DomPérignon大大改进了我们现在所知的香槟。 他花了很多年时间才完善了瓶子和软木塞的设计,可以承受这个过程所需的高压。 在起泡酒中,部分发酵在液体装瓶后进行。 自CO2 无法逃离封闭的容器,压力建在里面。 反过来,这导致大量气体实际上溶解在液体中,符合亨利定律 - 规则表明可以溶解在液体中的气体量与压力成正比。

除其他事项外,亨利定律解释了为什么潜水员如果急速上升到地面就能得到减压病:在很大的深度,身体暴露在高压下,因此气体以高浓度溶解在血液和组织中。 然后,当表面处理时,压力返回到环境水平,使得气体“溶解”并释放以在体内形成疼痛的有害气泡。 当我们打开一瓶香槟时也会发生同样的情况:压力突然下降到大气压,液体变得过饱和二氧化碳 - 等voilà,气泡涌现!

随着时间的推移,当液体继续释放气体时,气泡的大小增加,并且它们的浮力增加。 一旦气泡变得足够大,它们就不会粘在它们最初形成的玻璃中的微观裂缝上,因此它们会上升到表面。 不久之后,形成了一个新的泡沫,这个过程重演。 这就是为什么你可能会观察到在香槟杯中形成泡沫链的原因 - 以及一段时间后碳酸饮料变得平淡的悲伤倾向。

有趣的是,GérardLiger-Belair,法国兰斯香槟 - 阿登大学化学物理学教授, 发现 气泡中大部分气体排放到大气中不会以气泡的形式逸出,而是从液体表面逸出。 然而,这个过程通过泡沫的方式得到了极大的增强 鼓励 香槟流入玻璃杯。 事实上,如果没有气泡,饮料就会花费数周的时间来减少二氧化碳。

香槟的吸引人的香气特征也可以在其他饮料中找到。 当涉及到啤酒和碳酸水时,气泡不是来自发酵,而是通过在高压下用过量的二氧化碳装瓶液体来人工引入。 同样,当打开时,气体不能保持溶解,因此气泡出现。 人工碳化实际上是由18世纪的英国化学家约瑟夫普里斯特利发现的 - 以发现氧气而闻名 - 同时正在研究保护船上饮用水的方法。 碳酸水也是天然存在的:在法国南部的Vergèze镇 - 矿泉水的商业品牌Perrier被装瓶 - 地下水源在高压下暴露于二氧化碳,并且自然地出现汽水。


从InnerSelf获取最新信息


当碳酸饮料富含粘附在表面上的污染物时,称为 表面活性剂,气泡到达顶部时可能不会破裂,但在泡沫处积聚。 这就是啤酒的主要原因。 反过来,这种泡沫会影响饮料的质地,口感和味道。 从更实际的角度来看,泡沫还可以使饮料隔热,使其保持较长时间的冷却,并作为二氧化碳逸出的屏障。 这种影响非常重要,在洛杉矶的道奇体育场,啤酒有时会带有人造泡沫头。 最近,研究人员已经 发现 另一个有趣的效果:泡沫头可以防止啤酒在手持玻璃杯时散落。

D尽管我们坚实 理解 在饮料中形成泡沫,问题仍然存在:为什么我们喜欢带泡沫的饮料? 答案仍然难以捉摸,但最近的一些研究可以帮助我们理解。 二氧化碳与唾液中发现的某些酶的相互作用引起产生碳酸的化学反应。 这种物质被认为会刺激一些疼痛感受器,类似于品尝辛辣食物时激活的那些。 所以似乎所谓的“碳酸化咬合”是一种辛辣的反应 - 人类(奇怪的)似乎喜欢它。

气泡的存在和大小甚至可以影响我们对风味的感知。 在最近 研究, 研究人员发现人们可以在没有气泡的情况下体验碳酸的咬合,但气泡确实会改变食物的味道。 我们仍然没有清楚地了解气泡影响风味的机制,尽管软饮料制造商有办法根据饮料的甜度和性质调节碳酸化量。 气泡也 影响 酒精被吸收到体内的速度 - 所以喝泡泡饮料会让你更快地感到醉酒。

就我们而言,所有这些都为谈论物理提供了一个很好的借口。 当然,我们也喜欢泡泡饮料 - 但就个人而言,我们庆祝为一个主题添加一点科学,以便大多数人能够与之相关。 更重要的是,起泡液体有许多实际应用。 它们对于某些提取技术至关重要 油; 用于解释致命的水下爆炸 已知 as 火山爆发; 并了解许多其他地质 现象例如火山和间歇泉,其活动受到喷发液体中气泡形成和生长的强烈影响。 所以,下次你庆祝并敲回一杯香槟时,一定要知道物理学有助于人类幸福的总和。 每期!永旺计数器 - 不要删除

作者简介

Roberto Zenit是墨西哥国立自治大学的研究员和工程学教授,也是美国物理学会的研究员。 他的作品已发表在 流体力学杂志 物理评论流体,等等。

JavierRodríguezRodríguez是马德里卡洛斯三世大学流体力学小组的副教授。 他的作品出现在 流体力学杂志,以及许多其他出版物。

本文最初发表于 永世 并已在Creative Commons下重新发布。

相关书籍

{amazonWS:searchindex =书籍;关键词=幸福;的maxResults = 3}

enafarZH-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

按照InnerSelf

Facebook的图标Twitter的图标RSS图标

通过电子邮件获取最新的

{emailcloak = OFF}

阅读量最高的

大脑如何调和数十亿个神经信号?
大脑如何调和数十亿个神经信号?
by 萨尔瓦多·多梅尼克·莫格拉
有上瘾的性格吗?
有上瘾的性格吗?
by 斯蒂芬·布莱特
将猫放在室内时,如何确保宠物快乐
将猫放在室内时,如何确保宠物快乐
by 马克·法恩沃斯(Mark Farnworth)和劳伦·芬卡(Lauren Finka)
押韵和文字游戏的乐趣可帮助儿童学习阅读
押韵和文字游戏的乐趣可帮助儿童学习阅读
by Aviva Segal和Sandra Martin-Chang
零工经济中的工人为何感到孤独和无能为力
零工经济中的工人为何感到孤独和无能为力
by 保罗·格拉文(Paul Glavin)等