Skål! Hvordan Fizz's fysik bidrager til menneskelig lykke

Tænk på sidste gang du havde noget at fejre. Hvis du skålede for den glade lejlighed, var din drink sandsynligvis alkoholisk – og boblende. Har du nogensinde undret dig over, hvorfor det er så behageligt at nyde et glas af noget, der sætter gang i en række mikroeksplosioner i din mund?

Et glas boblende drink er fyldt med fysik, historie og kultur. Vi stødte sandsynligvis først på brus sammen med opdagelsen af ​​alkohol, da både ethanol og kuldioxid (CO2) gas er biprodukter af gæring. At drikke kulsyreholdige stoffer for fornøjelsens skyld - i stedet for blot at forblive hydreret - ser ud til at være noget, kun mennesker gør.

I 17-tallets Frankrig raffinerede benediktinermunken Dom Pérignon i høj grad, hvad vi nu kender som Champagne. Det tog ham mange år at perfektionere et flaske- og korkdesign, der kunne modstå det høje tryk, som processen krævede. I mousserende vin foregår en del af gæringen, efter at væsken er aftappet. Siden CO2 kan ikke undslippe den lukkede beholder, trykket opbygges indeni. Det resulterer til gengæld i, at store gasmængder rent faktisk opløses i væsken, i overensstemmelse med Henrys lov – en regel om, at mængden af ​​gas, der kan opløses i en væske, er proportional med trykket.

Henrys lov forklarer blandt andet, hvorfor dykkere kan få tryksyge, hvis de skynder sig op til overfladen: På store dybder udsættes kroppen for et højt tryk, og som følge heraf opløses gasser i blod og væv i høje koncentrationer. Derefter, når det kommer til overfladen, vender trykket tilbage til det omgivende niveau, således at gassen 'opløses' og frigives for at danne smertefulde, skadelige bobler i kroppen. Det samme sker, når vi fjerner proppen på en flaske Champagne: trykket falder pludselig tilbage til dets atmosfæriske værdi, væsken bliver overmættet med kuldioxid – et voila, bobler dukker op!

Over tid, når væsken fortsætter med at frigive gas, vokser størrelsen af ​​boblerne, og deres opdrift øges. Når boblerne først er blevet tilstrækkeligt store, kan de ikke blive siddende fast i de mikroskopiske sprækker i glasset, hvor de oprindeligt blev dannet, og så stiger de til overfladen. Kort efter dannes en ny boble, og processen gentager sig. Derfor har du sikkert observeret, at der dannes boblekæder i champagneglas – såvel som den sørgelige tendens til, at sodavand bliver flade efter et stykke tid.


indre selv abonnere grafik


Spændende, Gérard Liger-Belair, professor i kemisk fysik ved universitetet i Reims Champagne-Ardenne i Frankrig, opdaget at det meste af den gas, der tabes til atmosfæren i mousserende vin, ikke slipper ud i form af bobler, men fra væskens overflade. Denne proces er dog stærkt forbedret af den måde, der bobler på tilskynde champagnen til at flyde i glasset. Faktisk, hvis der ikke var nogen bobler, ville det tage uger for en drink at miste sin kuldioxid.

Champagnes attraktive boblende karakter kan også findes i andre drinks. Når det kommer til øl og kulsyreholdigt vand, kommer boblerne ikke fra gæring, men indføres kunstigt ved at flaske væsken under højt tryk med en overskydende mængde kuldioxid. Igen, når den åbnes, kan gassen ikke forblive opløst, så der kommer bobler frem. Kunstig kulsyre blev faktisk opdaget af den engelske kemiker fra det 18. århundrede, Joseph Priestley - bedre kendt for at opdage ilt - mens han undersøgte en metode til at bevare drikkevandet på skibe. Kulsyreholdigt vand forekommer også naturligt: ​​I den sydfranske by Vergèze - hvor Perrier, det kommercielle mærke af mineralvand, er aftappet - udsættes en underjordisk vandkilde for kuldioxid ved højt tryk og kommer naturligt brusende op.

Når en kulsyreholdig drik er rig på forurenende stoffer, der klæber til overfladen, kendt som overfladeaktive, sprænger bobler måske ikke, når de når toppen, men samler sig der som skum. Det er det, der giver øl hovedet. Til gengæld påvirker dette skum drikkens tekstur, mundfornemmelse og smag. Fra et mere fysisk perspektiv isolerer skum også drikken, holder den koldere i længere tid og fungerer som en barriere for udslip af kuldioxid. Denne effekt er så vigtig, at der på Dodger Stadium i Los Angeles nogle gange serveres øl med et hoved af kunstigt skum. For nylig har forskere opdaget en anden interessant effekt: et skumhoved forhindrer øllet i at spilde, når man går med et åbent glas i hånden.

Dpå trods af vores solide forståelse af bobledannelse i drinks, er et spørgsmål tilbage: hvorfor kan vi godt lide drinks med bobler? Svaret er stadig uhåndgribeligt, men nogle nyere undersøgelser kan hjælpe os med at forstå. Interaktionen af ​​kuldioxid med visse enzymer fundet i spyt forårsager en kemisk reaktion, der producerer kulsyre. Dette stof menes at stimulere nogle smertereceptorer, svarende til dem, der aktiveres, når man smager krydret mad. Så det ser ud til, at det såkaldte 'kulsyrebid' er en slags krydret reaktion – og mennesker synes (mærkeligt nok) at kunne lide det.

Tilstedeværelsen og størrelsen af ​​bobler kan endda påvirke vores opfattelse af smag. I en nylig undersøgelse, forskere fandt ud af, at folk kunne opleve bidet af kulsyre uden bobler, men bobler ændrede, hvordan tingene smagte. Vi har stadig ikke et klart billede af den mekanisme, hvorved bobler påvirker smagen, selvom læskedrikproducenter har måder at justere mængden af ​​kulsyre efter drikkens sødme og natur. Bobler også påvirke hastigheden, hvormed alkohol optages i kroppen – så det er rigtigt, at en boblende drik hurtigere vil få dig til at føle dig beruset.

Hvad vi angår, tilbyder alt dette en god undskyldning for at tale om fysik. Vi nyder selvfølgelig også boblende drinks – men personligt fejrer vi at tilføje et strejf af videnskab til et emne, så de fleste kan relatere til det. Desuden har boblende væsker mange praktiske anvendelser. De er afgørende for nogle teknikker til udvinding olie; for at forklare dødbringende undervandseksplosioner kendt as limnic udbrud; og for at forstå mange andre geologiske fænomener, såsom vulkaner og gejsere, hvis aktivitet er stærkt påvirket af dannelsen og væksten af ​​gasbobler i den udbrudte væske. Så næste gang du fejrer og slår et glas bobler tilbage, skal du være sikker på at vide, at fysik bidrager til summen af ​​menneskelig lykke. Hej!Aeon-tæller - fjern ikke

Om forfatterne

Roberto Zenit er forsker og professor i ingeniørvidenskab ved National Autonomous University of Mexico og fellow i American Physical Society. Hans arbejde er blevet udgivet i Journal of Fluid Mechanics , Fysisk gennemgangsvæsker, blandt mange andre. 

Javier Rodríguez Rodríguez er lektor ved Fluid Mechanics Group ved Carlos III University of Madrid. Hans arbejde er optrådt i Journal of Fluid Mechanics, blandt mange andre publikationer. 

Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort kl Aeon og er blevet genudgivet under Creative Commons.

Relaterede bøger

at InnerSelf Market og Amazon