Наука, що стоїть за содовим гейзером

Менто, содові гейзери та наука про зародження захопили фантазії американців цього літа - якщо сотні тупих, саморобних відеороликів, опублікованих у Мережі, є якимось свідченням.

Формула проста: капніть кілька цукерок «Ментос» у дволітрову пляшку газованої води і ось! Фонтан шипшини стріляє високо в повітря - із силою та швидкістю, що дивує навіть заїдених хіміків.

"Я не впевнений, що хтось міг це передбачити. Це невипадковість науки", - сказав Джон П. Тоскано, завідувач хімічного відділу Університету Джона Хопкінса.

Діти, не пробуйте цього вдома - принаймні, не всередині будинку. Мама буде справді божевільна.

Натомість перегляньте популярне відео в Інтернеті про двох чоловіків штату Мен, одягнених у лабораторні халати та окуляри, які використали 200 літрів дієтичної коки та більше 500 менто для відтворення демонстрації фонтану з казино Bellagio у Лас-Вегасі. Чоловіки були винагороджені за шипучий артистизм виступом у червні на пізньому шоу з Девідом Леттерманом (який був повторений у вівторок ввечері).

Що робить Ментос і газовану воду такою вибухонебесною комбінацією?

Після підтвердження та запису явища у випробувальній лабораторії The Sun (ОК, стоянка), настав час розгадати таємницю.

Виявляється, Ментос, що впав у пляшку газованої води, провокує екстремальну версію того самого процесу, що створює бульбашки в шампанському, пінисту голову на пиві та болючий випадок "вигинів" у нещасних аквалангістів.

Це уникнення - газ, що вибухає із суспензії рідини, - доведений до крайності.

"Це не хімічна реакція", - сказав Тоскано. "Це фізично, така ж ідея, як коли струсиш пляшку газованої води". Ключовим інгредієнтом гейзерів є вуглекислий газ або СО2. Газовані напої отримують свій «укус», коли виробники поєднують газ з водою або H2O під тиском, виробляючи вугільну кислоту або H2CO3, більш відому як газована вода, або сільтер.

Очевидно, будь-яка газована сода дасть гейзер, але дієтична кока-кола, схоже, є вибором напою для Mento-istas. Шанувальники кажуть, що його легше очищати, ніж звичайну соду, оскільки їй не вистачає липкого цукру.

Зазвичай CO2 залишається розчиненим у соді з двох причин: тиск у закритій пляшці та сітка молекул води, що злипаються.

Відкриття пляшки коктейлю з дієтичним коксом зменшує тиск всередині, дозволяючи виходити деякій кількості СО2. Залиште пляшку відкритою надто довго, і весь газ витече - так у вас залишиться газована газована вода.

Подібний процес відбувається в крові аквалангістів, які занадто швидко піднімаються з глибини високого тиску. Коли водолази поблизу поверхні та тиск води падають, у їх крові можуть утворюватися бульбашки азоту, що спричиняє потенційно летальний стан, відомий як декомпресійна хвороба, або "вигини". Але якби тиск був єдиним фактором, який утримував CO2 у газованому напої, реклама соди, що показує бульбашки, які апетитно дрейфують до верху склянки, була б неточною.

Це тому, що газ миттєво витікає з пляшки дієтичного коксу, пер’є або імбирного елю, як тільки його відкривають - залишаючи рівну рідину безлад по всій кімнаті.

На щастя для любителів газованої води, природа забезпечує ще один спосіб уникнути викидів CO2. У цьому випадку поверхневий натяг рідини перешкоджає виникненню великого крику. Молекули води злипаються, створюючи сітчасту структуру, яка утримує молекули СО2.

Ця чіпкість пояснює, чому такі комахи, як водяні стрижні, можуть ходити по поверхні озер і чому дощові намистини зовні наметів для кемпінгу - поки хтось всередині не торкнеться полотняної стіни, порушуючи поверхневий натяг і дозволяючи воді просочуватися в.

Струшування пляшки соди або пива також порушує поверхневий натяг рідини, що дозволяє деяким молекулам СО2 згрупуватися і утворювати бульбашки газу. Відкрийте цю пляшку, і газ почне витікати - беручи з собою частину рідини і розбризкуючи когось із зони дії.

Якщо ви хочете штучно викликати це екстремальне уникнення, Ментос виявляється набагато кращим, ніж тряска або щось інше.

"Якщо ви кидаєте що-небудь у соду, скажіть сіль, це спричинить її засихання", - сказав Тоскано. "Але в Mentos є щось особливе, ймовірно, їх велика поверхня, яка викидає весь CO2 дуже швидко".

Хоча вони відчувають себе гладкими, цукерки покриті мікроскопічними закутками, які діють як насіння, з яких можуть виростати бульбашки газу.

Ці недосконалості - у фізиці відомі як "місця зародження" - порушують напругу між молекулами води. Вони також зменшують енергію, необхідну CO2 для виходу сітки з молекул води і утворення бульбашок.

Частинки пилу мають подібний зародковий ефект на температуру замерзання води, підвищуючи її так, що сніжинки утворюються при більш високій температурі. Подібним чином діти, які роблять цукерки з гірських порід, часто використовують струнку як місце зародження кристалів цукру.

Ментос може бути найкращою цукеркою для гейзерів, оскільки він просто поміщається всередину горловини дволітрової пляшки, але при цьому забезпечує велику площу поверхні для утворення бульбашок.

"М&Ms; не зробив би трюку ", - сказав Тоскано.

Виробники Mentos в захваті від уваги, яку привертають Інтернет-відео до їх продукту, не кажучи вже про нещодавнє зростання продажів, яке вони приписують рекламі.

"Одне з підрахунків, яке я чув, полягає в тому, що в Інтернеті є близько 3000 відео з гейзерами", - сказав Піт Хілі, віце-президент з маркетингу Perfetti Van Melle, італійської компанії, що виробляє Mentos.

За його словами, компанія планує майбутні проекти з двома виробниками відео з штату Мен - і саме цього тижня вона запустила веб-сайт, де експериментатори можуть розміщувати власні відеоролики з гейзерів Mentos.

Хілі вважає, що принаймні частина громадськості знає про ефект гейзера з початку 1990-х, коли реклама Менто вперше з'явилася на телебаченні.

"Вони спливають кожні чотири-п'ять років", - сказав він.