마지막으로 축하 할 무언가를 생각해보십시오. 행복한 날을 토스트했다면 술은 아마도 술에 취해 있었을 것입니다. 입안에서 일련의 미세한 폭발을 일으키는 무언가를 흡수하는 것이 왜 그렇게 즐거운 지 궁금해 한 적이 있습니까?
거품이 가득한 음료 한 잔에는 물리학, 역사 및 문화가 가득합니다. 에탄올과 이산화탄소 (CO)는 모두 알코올의 발견과 함께 fizz와 처음으로 마주 쳤을 것입니다.2) 가스는 발효의 부산물이다. 단순히 탄산 음료를 마시는 것보다는 탄산 음료를 마시는 것은 인간이하는 것처럼 보입니다.
17th-century 프랑스에서는 베네딕도 수도승 인 Dom Pérignon이 지금 우리가 샴페인으로 알고있는 것을 크게 세련되었습니다. 이 과정에서 요구되는 고압에 견딜 수있는 병 및 코르크 설계를 완성하려면 수 년이 걸렸습니다. 스파클링 와인의 경우 액체가 병에 담긴 후에 발효가 이루어집니다. CO2 닫힌 컨테이너를 벗어날 수 없으면 압력이 내부에 생성됩니다. 결과적으로 액체에 용해 될 수있는 가스의 양은 압력에 비례한다는 헨리의 법칙에 따라 액체에 실제로 많은 양의 가스가 용해됩니다.
무엇보다 헨리의 법칙에 따르면 다이버가 표면으로 올라갈 때 다이버가 감압병을 일으킬 수있는 이유가 설명되어 있습니다. 깊은 곳에서는 몸이 고압에 노출되어 결과적으로 가스가 혈액과 조직에 고농축되어 녹습니다. 그런 다음 표면이 올라 갔을 때 압력이 주변 레벨로 되돌아와 가스가 'exsolves'되고 몸에서 아프고 해로운 기포를 형성합니다. 샴페인 한병을 뽑을 때도 마찬가지입니다. 압력이 갑자기 대기압으로 떨어지면 액체는 이산화탄소로 과포화됩니다. et voilà, 거품이 등장!
시간이 지남에 따라 액체가 가스를 계속 배출함에 따라 기포의 크기가 커지고 부력이 증가합니다. 거품이 충분히 커지면 원래 형성된 유리의 미세한 틈에 머물러있을 수 없으므로 표면으로 올라갑니다. 곧 새로운 거품이 형성되고 과정이 반복됩니다. 그래서 샴페인 안경에 거품 쇠사슬이 형성되는 것을 지켜본 이유가 있습니다. 또한 탄산 음료가 잠시 후 평평 해지는 경향이 있습니다.
흥미롭게도, 프랑스의 Reims Champagne-Ardenne 대학의 화학 물리학 교수 인 Gérard Liger-Belair는, 발견 스파클링 와인에서 대기 중으로 손실 된 기체의 대부분은 기포의 형태로 배출되지 않고 액체의 표면으로부터 배출된다는 것입니다. 그러나이 프로세스는 거품이 격려 유리에 흐르는 샴페인. 사실, 거품이 없다면 술이 이산화탄소를 잃는 데 몇 주가 걸릴 것입니다.
매력적인 샴페인 캐릭터는 다른 음료에서도 발견 할 수 있습니다. 맥주와 탄산수에 관해서, 거품은 발효에서 오는 것이 아니라 초과 량의 이산화탄소로 액체를 고압으로 병에 넣음으로써 인위적으로 도입됩니다. 다시 말하면, 가스가 열리면 가스가 녹을 수 없으므로 거품이 나옵니다. 인공 탄산은 실제로 18th 세기의 영어 화학자 Joseph Priestley (산소 발견을 위해 더 잘 알려져 있음)에 의해 발견되었으며 배를 마시는 물을 보존하는 방법을 연구했습니다. 탄산수는 또한 자연적으로 발생합니다. 남부 프랑스 마을 베르 제즈 (Vergèze) - 광천수 브랜드 인 페리에 (Perrier)가 병에 담겨 있습니다. - 지하수 공급원은 고압에서 이산화탄소에 노출되어 자연적으로 발포합니다.
탄산 음료가 표면에 붙어있는 오염물이 풍부하면 계면 활성제, 거품이 정상에 도달했을 때 폭발하지 않을 수 있지만 거품으로 축적됩니다. 그것이 맥주의 머리입니다. 차례로,이 거품은 음료의 짜임새, 식감 및 풍미에 영향을 미칩니다. 더 육체적 인 관점에서, 거품은 또한 음료를 보온하고 더 오랫동안 더 차갑게 유지하고 이산화탄소가 빠져 나가는 장벽으로 작용합니다. 이 효과는 로스 앤젤레스의 다저 스타디움 (Dodger Stadium)에서 때로는 인공 거품으로 처리됩니다. 최근 연구자들은 발견 또 다른 재미있는 효과 : 거품 머리는 사람이 열린 유리를 가지고 걷는 경우 맥주가 쏟아지는 것을 방지합니다.
D우리의 단단함에도 불구하고 이해 거품에 거품이 생기면 문제가 남아 있습니다. 왜 우리는 거품이있는 음료를 좋아합니까? 대답은 파악하기 어렵지만, 최근의 몇몇 연구는 우리가 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 타액에서 발견 된 특정 효소와 이산화탄소의 상호 작용은 탄산을 생성하는 화학 반응을 일으 킵니다. 이 물질은 매운 음식을 맛볼 때 활성화되는 것과 유사한 통증 수용체를 자극하는 것으로 알려져 있습니다. 그래서 소위 말하는 '탄산화 물기'는 일종의 매운 반응이며 인간 (이상하게)은 그것을 좋아하는 것 같습니다.
거품의 존재와 크기는 풍미에 대한 우리의 인식에 영향을 줄 수 있습니다. 최근에 연구, 연구자들은 사람들이 거품없이 탄산 물을 경험할 수 있음을 발견했지만 거품이 어떻게 맛을 보았는지를 바 꾸었습니다. 청량 음료 제조업체는 음료의 단맛과 특성에 따라 탄산의 양을 조절할 수있는 방법이 있지만 거품이 풍미에 영향을주는 메커니즘에 대한 명확한 그림이 아직 없습니다. 거품도 영향을 알콜이 몸에 동화되는 속도 - 거품 마시는 것이 더 빨리 느끼게합니다.
우리가 염려하는 한,이 모든 것들이 물리학에 관해 말할 수있는 큰 변명을 제공합니다. 물론 거품이 많은 음료도 즐길 수 있습니다.하지만 개인적으로는 과학에 대한 감탄을 주제에 추가하여 대부분의 사람들이 그와 관련 될 수 있도록 축하합니다. 게다가, 거품이 많은 액체는 많은 실제 응용 분야를 가지고 있습니다. 추출을위한 몇 가지 기술에 필수적입니다. 기름; 치명적인 수중 폭발에 대한 설명 알려진 as 석회 분출; 다른 많은 지질학을 이해하기 위해서 현상, 예를 들어 화산 및 간헐천은 분출 액체 내의 기포의 형성 및 성장에 의해 강력하게 영향을 받는다. 그러므로 다음 번에 샴페인 잔을 축하하고 두 드리면 물리학이 인간의 행복의 합에 기여한다는 것을 반드시 알아 두십시오. 살 루드!
저자 정보
Roberto Zenit은 멕시코 자치 대학교 (National Autonomous University of Engineering)의 연구원이자 공학 교수이자 미국 물리 학회 (American Physical Society)의 동료입니다. 그의 작품은 유체 역학 저널 과 물리적 검토 유체많은 다른 사람의 사이에서.
Javier Rodríguez Rodríguez는 Carlos III University of Madrid의 유체 역학 그룹 부교수입니다. 그의 작품은 유체 역학 저널, 많은 다른 간행물 중.
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