Skål! Hur Fysiken av Fizz bidrar till mänsklig lycka

Skål! Hur Fysiken av Fizz bidrar till mänsklig lycka

Tänk på sista gången du hade något att fira. Om du rostade det glada tillfälle var din dryck förmodligen alkoholisk - och bubblig. Har du någonsin undrat varför det är så roligt att ta imot ett glas av något som avstänger en serie av mikroexplosioner i munnen?

Ett glas en bubblig dryck är full av fysik, historia och kultur. Vi uppstod förmodligen fizz vid sidan av upptäckten av alkohol, eftersom både etanol och koldioxid (CO2) gas är biprodukt av jäsning. Att dricka kolsyrade ämnen för glädje - snarare än att bara stanna hydratiserat - verkar vara något som bara människor gör.

I 17-talet Frankrike raffinerade den benediktinska munken Dom Pérignon mycket vad vi nu vet som Champagne. Det tog honom många år att perfekta en flaska- och korkdesign som tål det höga tryck som processen krävde. I mousserande vin sker en del av fermenteringen efter att vätskan har blivit tappad. Sedan CO2 kan inte komma undan den slutna behållaren, trycket byggs inuti. Detta medför i sin tur att stora gasmängder faktiskt löses upp i vätskan i enlighet med Henriks lag - en regel som anger att mängden gas som kan lösas i en vätska är proportionell mot trycket.

Bland annat förklarar Henriks lag varför dykare kan få dekompressionssjukdom om de rusar uppstigningen till ytan: i stora djup utsätts kroppen för högt tryck och därmed löses gaserna i blod och vävnader i höga koncentrationer. Då återvänder trycket till omgivningsnivån, så att gasen "exsolves" och frigörs för att bilda smärtsamma, skadliga bubblor i kroppen. Samma sak händer när vi korkar en flaska champagne: trycket faller plötsligt tillbaka till sitt atmosfärvärde, vätskan blir övermättad med koldioxid - Et voila, bubblor dyker upp!

Med tiden ökar vätskans storlek, när vätskan fortsätter att släppa ut gas, storleken på bubblorna och deras flytkraft ökar. När bubblorna blir tillräckligt stora kan de inte hålla sig fast vid de mikroskopiska sprickorna i glaset där de ursprungligen bildades, och så stiger de till ytan. Snart efter bildas en ny bubbla och processen upprepar sig själv. Därför har du förmodligen observerat bubbelkedjor som bildas i Champagne-glasögon - liksom den ledsna tendensen av kolsyrade drycker att gå platt efter ett tag.

Intriguingly, Gérard Liger-Belair, professor i kemisk fysik vid universitetet i Reims Champagne-Ardenne i Frankrike, upptäckt att det mesta av gasen som förloras till atmosfären i mousserande vin inte flyter i form av bubblor, men från vätskans yta. Emellertid är denna process starkt förbättrad av det sätt som bubblor uppmuntra Champagnen flyter i glaset. Faktum är att om det inte fanns några bubblor skulle det ta veckor för en drink att förlora sin koldioxid.

Champagne attraktiva bubbla karaktär finns också i andra drycker. När det gäller öl och kolsyrade vatten kommer bubblorna inte från jäsning men införs konstgjort genom att tappa vätskan vid högt tryck med en överskott av koldioxid. Återigen, när den öppnas, kan gasen inte vara upplöst, så bubblor dyker upp. Konstgjord karbonering upptäcktes faktiskt av den engelska kemisten Joseph Priestley, som var känd för 18-talet, som är bättre känd för att upptäcka syre. Samtidigt undersöker man en metod för att bevara dricksvatten på fartyg. Kolsyrat vatten förekommer också naturligt: ​​i den södra franska staden Vergèze - där Perrier, det kommersiella varumärket mineralvatten, bottnar - en underjordisk vattenkälla utsätts för koldioxid vid högt tryck och kommer upp naturligt mjukt.


Få det senaste från InnerSelf


När en kolsyrad dryck är rik på föroreningar som håller fast vid ytan, känd som ytaktiva medel, bubblor kan inte brista när de når toppen men ackumuleras där som skum. Det är det som ger öl sitt huvud. Detta skum påverkar i sin tur konsistens, munkänsla och smak av drycken. Från ett mer fysiskt perspektiv isolerar skum också drycken, håller den kallare under en längre tid och fungerar som en barriär för utsläpp av koldioxid. Denna effekt är så viktig att i Dodger Stadium i Los Angeles serveras öl ibland med ett huvud av artificiellt skum. Nyligen har forskare upptäckt En annan intressant effekt: ett skumhuvud hindrar öl från att spillas när man går med ett öppet glas i handen.

Dsärskilt vår solida förståelse av bubbeldannande i drycker, kvarstår en fråga: precis varför gillar vi drycker med bubblor? Svaret är fortfarande blygsamt, men några senaste studier kan hjälpa oss att förstå. Samspelet mellan koldioxid och vissa enzymer som finns i saliv ger en kemisk reaktion som ger kolsyra. Detta ämne antas stimulera vissa smärtstillande receptorer, som liknar dem som aktiveras när man smaka på kryddig mat. Så verkar det som att den så kallade "karbonatbit" är en slags kryddig reaktion - och människor (konstigt) verkar gilla det.

Närvaron och storleken på bubblor kan även påverka vår uppfattning om smak. I en nyligen studie, Forskare fann att människor kunde uppleva bett av kolsyra utan bubblor, men bubblor förändrade hur saker smakade. Vi har fortfarande inte en tydlig bild av mekanismen genom vilken bubblor påverkar smak, men mjukdryckstillverkare har sätt att justera mängden kolsyra enligt dryckets sötma och natur. Bubblor också påverka den takt som alkohol är assimilerad i kroppen - så det är sant att en bubblig dryck gör att du känner dig raskare.

Såvitt vi är berörda, erbjuder allt detta en stor ursäkt för att prata om fysik. Vi njuter naturligtvis också av bubbliga drycker - men personligen firar vi fina vetenskapliga ämnen till ett ämne så att de flesta kan relatera till det. Dessutom har bubbliga vätskor många praktiska tillämpningar. De är viktiga för vissa tekniker för extraktion olja; för att förklara dödliga undervatten explosioner känd as limniska utbrott; och för att förstå många andra geologiska fenomen, såsom vulkaner och gejsrar, vars aktivitet starkt påverkas av bildandet och tillväxten av gasbubblor i utbrottsvätskan. Så nästa gång du firar och knackar ett glas bubbla, var noga med att veta att fysiken bidrar till summan av mänsklig lycka. Salud!Aeon räknare - ta inte bort

Om Författarna

Roberto Zenit är forskare och professor i teknik vid National Autonomous University of Mexico och medlem av American Physical Society. Hans arbete har publicerats i Journal of Fluid Mechanics och Fysiska granskningsvätskor, bland många andra.

Javier Rodríguez Rodríguez är docent med Fluid Mechanics Group Carlos III University of Madrid. Hans arbete har dykt upp i Journal of Fluid Mechanics, bland många andra publikationer.

Denna artikel publicerades ursprungligen på aeon och har publicerats under Creative Commons.

relaterade böcker

{AmazonWS: searchindex = Böcker, nyckelord = lycka; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}