乎乾啦

生活科學趣談

啤酒開瓶後由於它屬於過飽和溶液,二氧化碳就能從玻璃壁或底部表面微小的尖端(產泡核)來形成小氣泡。通常氣泡必須長大到浮力足以掙脫與器壁間的附著力時,才能掙脫器壁表面而上浮到液體頂部。而小氣泡在向上移動時,溶液中的過飽和溶質(二氧化碳)即能藉此進入氣泡內(類似於過飽和晶體的堆疊長晶),於是往上飄的氣泡就越長越大(註:這不是液壓減少的波以耳定律因素,因為壓力的改變十分微小)。開瓶後通常這個冒泡的過程相當緩慢,除非是劇烈搖晃瓶身,讓附著的小氣泡快速從瓶壁掙脫,氣泡才會冒得比較快,例如開香檳慶祝的儀式

相較於劇烈的搖晃香檳,這個看似較溫柔的敲擊瓶頂動作,為什麼也能造成如此劇烈的反應,難道這也能讓附著在瓶壁的小氣泡大量的從瓶壁掙脫嗎?來看一段高速攝影的影片

慢動作的影片顯示在瓶內傳遞的壓力波扮演著關鍵性的角色,壓力波能透過瓶身下寬上窄的特性上下反射,這個傳波速率非常的快(每秒約1.5公里),因此平坦的酒瓶底部開始振盪,瓶中的小氣泡也能看到反覆的縮小與漲大的交替變化。這樣的過程將導致每個氣泡破裂成許多更小的氣泡(註:突如其來的壓縮所碎裂產生的較小氣泡數目經計算後高達一百萬之多),加上振盪的壓力波在膨脹的過程中也能產生 空蝕現象(Cavitation),因而產氣的小泡數量就會越來越多。由於這些破碎的小氣泡們擁有巨大的總表面積(ex.粒徑越小的可燃性粉塵越容易氣爆),能讓啤酒中的二氧化碳非常快速的傳遞進入氣泡內,在幾個毫秒之內就能從原先敲擊前的一顆氣泡擴展成10倍直徑大小的氣泡雲。加上氣泡上湧時體積又會增大,於是啤酒就會如同火山爆發一般,一發不可收拾的快速湧出瓶口。倘若這時不想浪費啤酒,似乎就只能一飲而盡了,乎乾啦!

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