CO2 din sticlele de șampanie poate forma unde de șoc precum cele observate în evacuarea rachetelor

Este posibil să nu poți arunca o sticlă de șampanie în curtea din spate, dar se dovedește că vinul spumant este propriul tip de rachetă a sticlei.

Noile videoclipuri de mare viteză dezvăluie că pluma de dioxid de carbon eliberată dintr-o sticlă de bule poate conține un disc Mach – un fel de undă de șoc vizibilă de obicei văzută în fluxurile de evacuare supersonice de la avioane și rachete. Aceste unde de șoc apar atunci când presiunea fluxului de evacuare este de aproximativ cinci ori mai mare decât aerul din jur.

În sticlele de șampanie depozitate la temperatura camerei, dioxidul de carbon din gâtul sticlei este de cel puțin șapte ori mai presurizat decât aerul ambiant. Deci, atunci când sticla este desfundată, gazul care țâșnește – cu o viteză de peste două ori mai mare decât sunetul – formează un disc Mach în penarul său. În aproximativ o milisecundă, presiunea din gâtul sticlei este mai aproape de cea a aerului din jur, iar unda de șoc dispare, informează cercetătorii pe 20 septembrie în Progresele științei.

făcând șampanie
Când o sticlă de șampanie la temperatura camerei este desfundată, dioxid de carbon și urme de vapori de apă țâșnesc cu o viteză de peste două ori mai mare decât sunetul. Deoarece presiunea din interiorul gâtului sticlei este inițial de peste șapte ori mai mare decât presiunea aerului din jur, acest flux de gaz poate conține un disc Mach trecător care dispare în aproximativ o milisecundă.Equipe Effervescence/CNRS/Université de Reims

„Descoperirea acestor discuri Mach a fost o surpriză completă”, spune Gérard Liger-Belair, fizician la Universitatea din Reims Champagne-Ardenne din Franța. Intenția inițială a studiului, spune el, a fost să investigheze modul în care temperatura sticlei afectează aspectul unei pene de șampanie.

În experimente cu șampanie depozitată la 20° și 30° Celsius, echipa lui Liger-Belair a confirmat descoperirile anterioare că temperatura sticlei influențează nuanța penelor: șampania mai caldă a umflat pene alb-gri, iar sticlele mai reci expirau albastru profund.

jet plumes
Discurile Mach sunt benzi luminoase observate în mod obișnuit în jeturile supersonice, unde presiunea de evacuare este de peste cinci ori mai mare decât aerul din jur. Benzile apar acolo unde evacuarea din interiorul fluxului s-a reflectat de pe granița penaj-aer și au converjat înapoi spre centrul fluxului.aviator senior Matthew Bruch/US Air Force

Acest lucru se datorează faptului că dioxidul de carbon este mai puțin solubil la temperaturi mai ridicate, făcând gazul prins în interiorul unei sticle de 30° mai presurizat. Când sticlele sunt desfundate, gazul din sticla de 30° suferă o scădere de presiune mai mare și, prin urmare, o scădere de temperatură mai mare decât CO2 eliberat de sticla de 20°.

„Cu cât este mai jos [final]
temperatura, cu atât este mai ușoară transformarea” dioxidului de carbon în gheață carbonică, spune Liger-Belair. Gazul dintr-o sticlă de 30° formează cristale mari de gheață care împrăștie toate lungimile de undă ale luminii vizibile, dând penei nuanța sa albicioasă. Între timp, gazul dintr-o sticlă de 20° formează cristale mai mici care împrăștie de preferință lungimi de undă mai scurte și mai albastre de lumină – similar modului în care moleculele atmosferice mici pictează cerul în albastru.