Gândește-te la ultima dată când ai avut ceva de sărbătorit. Dacă ați prăjit ocazia fericită, băutura dvs. a fost probabil alcoolică și plină de bule. V-ați întrebat vreodată de ce este atât de plăcut să beți un pahar de ceva care declanșează o serie de microexplozii în gură?

Un pahar dintr-o băutură cu bule este plin de fizică, istorie și cultură. Probabil am întâlnit mai întâi fizzuri alături de descoperirea alcoolului, deoarece atât etanolul, cât și dioxidul de carbon (CO₂) gazele sunt subproduse ale fermentației. Consumul de substanțe carbogazoase pentru plăcere - mai degrabă decât pur și simplu să rămâi hidratat - pare a fi ceva ce fac doar oamenii.

În Franța secolului al XVII-lea, călugărul benedictin Dom Pérignon a rafinat foarte mult ceea ce știm acum ca Șampanie. I-au trebuit mulți ani să perfecționeze un design de sticlă și plută care să reziste presiunilor ridicate pe care le cerea procesul. În vinul spumant, o parte din fermentație are loc după îmbutelierea lichidului. Din moment ce CO₂ nu poate scăpa de containerul închis, presiunea se acumulează în interior. La rândul său, acest lucru are ca rezultat dizolvarea cantităților mari de gaz în lichid, în conformitate cu legea lui Henry - o regulă care afirmă că cantitatea de gaz care poate fi dizolvată într-un lichid este proporțională cu presiunea.

Printre altele, legea lui Henry explică de ce scafandrii pot suferi de boală de decompresie dacă își grăbesc ascensiunea la suprafață: la adâncimi mari, corpul este expus la o presiune ridicată și, în consecință, gazele sunt dizolvate în sânge și țesuturi în concentrații mari. Apoi, la suprafață, presiunea revine la nivelul ambiant, astfel încât gazul „se rezolvă” și este eliberat pentru a forma bule dureroase și dăunătoare în corp. La fel se întâmplă atunci când scoatem o sticlă de șampanie: presiunea scade brusc înapoi la valoarea sa atmosferică, lichidul devine suprasaturat cu dioxid de carbon - et voila, apar bule!

În timp, pe măsură ce lichidul continuă să elibereze gaz, dimensiunea bulelor crește, iar flotabilitatea lor crește. Odată ce bulele devin suficient de mari, nu pot rămâne lipite de fisurile microscopice din sticlă unde s-au format inițial și astfel se ridică la suprafață. La scurt timp, se formează o nouă bule și procesul se repetă. De aceea, probabil ați observat că lanțurile cu bule se formează în paharele de șampanie - precum și tendința tristă a băuturilor gazoase de a merge plat după un timp.

În mod curios, Gérard Liger-Belair, profesor de fizică chimică la Universitatea Reims Champagne-Ardenne din Franța, a descoperit că cea mai mare parte a gazelor pierdute în atmosferă în vinul spumant nu scapă sub formă de bule, ci de pe suprafața lichidului. Cu toate acestea, acest proces este puternic îmbunătățit de modul în care bulele încuraja șampania să curgă în pahar. De fapt, dacă nu ar exista bule, ar dura câteva săptămâni până când o băutură își pierde dioxidul de carbon.

Caracterul atractiv și plin de șampanie poate fi găsit și în alte băuturi. Când vine vorba de bere și apă carbogazoasă, bulele nu provin din fermentare, ci sunt introduse artificial prin îmbutelierea lichidului la presiune ridicată cu o cantitate în exces de dioxid de carbon. Din nou, când este deschis, gazul nu poate rămâne dizolvat, așa că apar bule. Carbonatarea artificială a fost de fapt descoperită de chimistul englez din secolul al XVIII-lea Joseph Priestley - mai cunoscut pentru descoperirea oxigenului - în timp ce investiga o metodă de conservare a apei potabile pe nave. Apa carbogazoasă apare, de asemenea, în mod natural: în orașul Vergèze din sudul Franței - unde Perrier, marca comercială a apei minerale, este îmbuteliată - o sursă de apă subterană este expusă la dioxid de carbon la presiune ridicată și apare în mod natural gazoasă.

Atunci când o băutură carbogazoasă este bogată în contaminanți care se lipesc de suprafață, cunoscută sub numele de agenți activi de suprafață, bulele s-ar putea să nu izbucnească atunci când ajung în vârf, dar se acumulează acolo ca spumă. Asta îi dă berii capul. La rândul său, această spumă afectează textura, simțul gurii și aroma băuturii. Dintr-o perspectivă mai fizică, spuma izolează și băutura, menținând-o mai rece mai mult timp și acționând ca o barieră în calea evadării dioxidului de carbon. Acest efect este atât de important încât, pe stadionul Dodger din Los Angeles, berea este servită uneori cu un cap de spumă artificială. Recent, cercetătorii au avut a descoperit un alt efect interesant: un cap de spumă împiedică vărsarea berii atunci când se merge cu un pahar deschis în mână.

Dîncurajează solidul nostru înţelegere a formării de bule în băuturi, rămâne o întrebare: doar de ce ne plac băuturile cu bule? Răspunsul rămâne evaziv, dar unele studii recente ne pot ajuta să înțelegem. Interacțiunea dioxidului de carbon cu anumite enzime găsite în salivă provoacă o reacție chimică care produce acid carbonic. Se crede că această substanță stimulează unii receptori ai durerii, asemănători cu cei activați la degustarea alimentelor picante. Deci, se pare că așa-numita „mușcătură de carbonatare” este un fel de reacție picantă - și oamenilor (în mod ciudat) par să le placă.

Prezența și dimensiunea bulelor poate afecta chiar percepția noastră asupra aromei. Într-o recentă studiu, Cercetătorii au descoperit că oamenii ar putea experimenta mușcătura acidului carbonic fără bule, dar bulele au schimbat modul în care au gustat lucrurile. Încă nu avem o imagine clară a mecanismului prin care bulele influențează aroma, deși producătorii de băuturi răcoritoare au modalități de a ajusta cantitatea de carbonatare în funcție de dulceața și natura băuturii. Bule, de asemenea afecta rata la care alcoolul este asimilat în organism - deci este adevărat că o băutură cu bule de băut vă va face să vă simțiți mai repede în stare de ebrietate.

În ceea ce ne privește, toate acestea oferă o scuză excelentă pentru a vorbi despre fizică. Desigur, ne bucurăm și de băuturile cu bule, dar, personal, sărbătorim adăugarea unui plus de știință unui subiect, astfel încât majoritatea oamenilor să se poată raporta la el. Mai mult, lichidele cu bule au multe aplicații practice. Sunt esențiale pentru unele tehnici de extragere ulei; pentru explicarea exploziilor mortale subacvatice cunoscut as eruptii limnic; și pentru înțelegerea multor alte aspecte geologice fenomene, cum ar fi vulcanii și gheizerele, a căror activitate este puternic influențată de formarea și creșterea bulelor de gaz în lichidul aflat în erupție. Așadar, data viitoare când sărbătoriți și să dați înapoi un pahar cu bule, asigurați-vă că știți că fizica contribuie la suma fericirii umane. Sănătate!

Despre autori

Roberto Zenit este cercetător și profesor de inginerie la Universitatea Națională Autonomă din Mexic și membru al Societății Americane de Fizică. Lucrarea sa a fost publicată în Jurnalul mecanicii fluidelor și Fluide de revizuire fizică, Printre multe altele. 

Javier Rodríguez Rodríguez este profesor asociat la Grupul de Mecanică a Fluidelor de la Universitatea Carlos III din Madrid. Opera sa a apărut în Jurnalul mecanicii fluidelor, printre multe alte publicații. 

Acest articol a fost publicat inițial la epocă și a fost republicată sub Creative Commons.

Cărți conexe

at InnerSelf Market și Amazon