Hvorfor champagnebobler stiger i tynde linjer, køkken-jacuzzi kunne rense frugt og grøntsager

Hvorfor champagnebobler stiger i tynde linjer, køkken-jacuzzi kunne rense frugt og grøntsager

Tidsstempel: 5. maj 2023 kl. 10

Champagne flaske
Udproppet: fysikere har forklaret, hvorfor champagnebobler forbliver på det lige og smalle. (Med høflighed: Shutterstock/Lukas Gojda)

Vi lever på en planet med masser af vand og luft, så det er ikke overraskende, at bobler kan spille vigtige roller i en række fysiske og biologiske processer. Og det er en af ​​grundene til, at nogle fysikere er fascineret af bobler. Selvom jeg formoder, at det at have det sjovt med at lege med bobler i laboratoriet, især hvis de er i øl og champagne, er et stort trækplaster for nogle.

Det seneste gennembrud inden for boblefysik kommer fra USA og Frankrig, hvor Roberto Zenit fra Brown University og kolleger har studeret de strømme af bobler, der forekommer i kulsyreholdige drikkevarer.

Selv den afslappede drikker ved, at boblerne i et glas champagne har en tendens til at bevæge sig opad i en tynd, lige linje, hvorimod boblerne i et glas cola har en tendens til at bevæge sig opad i en mere spredt linje. Zenit og kolleger har vist, at denne adfærd er defineret af to faktorer - størrelsen af ​​boblerne og tilstedeværelsen af ​​overfladeaktive stoffer i væsken. Et overfladeaktivt stof er et kemikalie, der reducerer overfladespændingen mellem væsken og gassen i boblen.

Sidekræfter

De fandt ud af, at for små bobler eller lave niveauer af overfladeaktivt stof udøver hvirvlerne, der dannes i kølvandet på stigende bobler, laterale kræfter på boblerne, hvilket forårsager en udvidelse af strømmen. I tilfælde af større bobler eller højere koncentrationer af overfladeaktive stoffer har sidekræfterne den modsatte effekt, idet de skubber boblerne tilbage på linje.

Mens champagneboblerne er små, er vinen rig på overfladeaktive stoffer, så dens bobler har en tendens til at bevæge sig i lige linjer. Cola har på den anden side større bobler, men færre overfladeaktive stoffer, så boblerne har en tendens til at følge mere skæve linjer. Du kan få mere at vide om forskningen på Fysik.

Ud over at give drikkevarer en syrlig smag, kan bobler også bruges til at rense overflader. Forskere er faktisk opsatte på at udvikle måder at rengøre mad og kulinarisk udstyr ved hjælp af væsker fyldt med luftbobler. Denne teknik er allerede i nogle industrielle rengøringsapplikationer, men man ved ikke meget om, hvordan den kunne optimeres til brug i køkkener.

Magisk vinkel

Nu Sunny Jung og kolleger ved Cornell University i USA har vist, at en strøm af bobler, der rammer en overflade ved omkring 22.5° og derefter flyder opad langs overfladen, er den bedste til at rense. De kom til denne konklusion ved at udsætte to forskellige beskidte glasoverflader for strømme af boblende vand med forskellige indfaldsvinkler. Den ene overflade var belagt med proteiner afledt af mælk og mel og den anden med en kultur af en almindelig bakterie.

Ved hjælp af numeriske simuleringer bekræftede holdet hypotesen om, at forskydningskraften, der udøves af boblerne på overfladen, er ansvarlig for rengøringen. Deres simuleringer antydede, at forskydningskraften når et maksimum ved omkring 22.5°.

Jung fortalte Fysik at han håber, forskningen vil føre til udviklingen af ​​en "frugtjacuzzi" til rengøring af sarte fødevarer.

Tillykke med fødselsdagen

Normalt Fysik verden , Fysik i dag er rivaler i fysikudgivelsens grusomme verden. Men i dag vil jeg gerne ønske Fysik i dag tillykke med 75 års fødselsdagen. I maj 1948 blev medlemsbladet for American Institute of Physics lanceret med det formål at give en "forenende indflydelse til fysikkens forskellige områder og de fysikrelaterede videnskaber".

Det første nummer indeholdt en artikel af den berømte videnskabsadministrator Vannevar Bush, som ledede US Office of Scientific Research and Development under Anden Verdenskrig. Jeg er ikke i tvivl om, at hans artikel fangede spændingen fra de hæsblæsende efterkrigsdage i Amerika, hvor landet hurtigt var ved at blive en videnskabelig supermagt.

Du kan læse meget mere om magasinets historie i denne artikel. Det fremhæver også nogle af de annoncer, der er dukket op i Fysik i dag gennem årene inklusive en fra en leverandør af "krigsoverskudskøb" og en anden, der opfordrede til solidaritet med dissidente fysikere, der var fængslet i USSR.

Tidsstempel:

Mere fra Fysik verden