science >> Wetenschap >  >> Fysica

Ontkurken van champagne zorgt voor ondergeëxpandeerde supersonische vriesstralen van kooldioxide

Vorming van een Mach-schijf tijdens het knallen van champagnekurk. Krediet:Equipe Effervescence/ CNRS/ Université de Reims

Een drietal onderzoekers van de Universiteit van Reims Champagne-Ardenne en de Universiteit van Rennes heeft ontdekt dat wanneer een champagnefles wordt ontkurkt, de CO 2 en water dat vrijkomt, creëert ondergeëxpandeerde supersonische CO 2 ijskoude stralen. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , Gerard Liger-Belair, Daniel Cordier en Robert Georges beschrijven hun onderzoek naar wat er gebeurt als een fles champagne wordt ontkurkt, en wat ze vonden.

Een ploppend geluid ontstaat wanneer een fles champagne wordt ontkurkt en de kurk door de kamer wordt geschoten. Er komt daarna meestal ook een kleine nevel uit de fles, en soms, de champagne zelf stroomt eruit. In deze nieuwe poging de onderzoekers wilden meer weten over het proces. Er achter komen, ze ontkurkten een groot aantal flessen bij verschillende temperaturen en legden de actie vast met hogesnelheidscamera's.

De onderzoekers melden dat in de allereerste milliseconden nadat de kurk is losgelaten, gasfase CO 2 , samen met een kleine hoeveelheid water, zet heel snel uit in de lucht bij de monding van de fles - dit is wat het bekende ploffende geluid maakt en ook wat de kurk van de fles duwt. Ze ontdekten ook dat de plotselinge drukdaling in de hals van de fles ervoor zorgt dat de temperatuur zeer snel daalt. Dit resulteert in de plotselinge condensatie van zowel de CO 2 en water, waardoor de bekende mist ontstaat die ook uit de fles komt.

De onderzoekers merken op dat er verschillen waren in het ontkurkgedrag tussen flessen die op verschillende temperaturen (20° of 30° C) gekoeld waren. Warmere flessen produceerden hogere drukken en dus meer dramatische acties tijdens het ontkurken - en meer koeling in de nek. Met de koelere flessen, de gassen bevroor tot kristallen die kleiner waren dan de golflengte van het licht, waardoor de bekende blauwe waas ontstond die vaak wordt gezien bij het openen van een fles. De warmere flessen, omdat ze onder hogere druk stonden, grotere kristallen gemaakt, waardoor een grijswitte mist ontstond. Ze ontdekten dat de hogere druk ook leidde tot de vorming van "Mach-schijven" - zichtbare schokgolven - in veel opzichten vergelijkbaar met die in de pluimen van straaljagers.

  • Bewijs voor de vorming van Mach-schijven in de supersonische uitlaten van een McDonnell F-15E Strike Eagle. Credit:US Air Force/Senior Airman Matthew Bruch

  • Mach-schijf tijdens het knallen van champagnekurk bij 20°C. Krediet:Equipe Effervescence/ CNRS/ Université de Reims

© 2019 Wetenschap X Netwerk