Proč některé bublinky v pivu také klesají ke dnu?

20. září 2013 | 06.01 |

Při pozorování čerstvě natočeného piva ve vychlazené sklenici, která se rozšiřuje směrem vzhůru, můžete kromě pozoruhodné pěny pozorovat i chování bublinek. Běžně si všimnete, že bublinky tvořené oxidem uhličitým, stoupají středem nádoby směrem vzhůru a pomáhají vytvářet pivní pěnu.  Neodporuje to fyzikálním poznatkům, neboť víme, že se takto pohybují v kapalině tělesa o menší hustotě než kapalina podle Archimédova zákonu. Pokud však budete pozorně sledovat pivo hned u stěny sklenice, všimnete si zvláštního jevu – tady se bublinky pohybují směrem dolů. Vysvětlení tohoto paradoxu bylo dlouhou dobu pro vědce záhadou. Stačilo však použít vysokorychlostní kameru a chování bublinek v pivu zaznamenat.  

Nejprve byl tento problém počátkem tisíciletí zkoumán matematickými modely australskými fyziky, kteří teoreticky dokázali, že tento podivný pohyb drobných pivních bublinek v rozporu s fyzikálními zákony je nakonec možný. Zaujalo je pivo Guinness, které má bublinky navíc mimo CO2 sycené díky dusíku.

S vysvětlením pomocí analýzy záběrů vysokorychlostní kamery však přišli američtí vědci ze Stanfordu, kteří byli na stáži ve skotském Edinburgu. Analýzou zpomalených záběrů se toto podivné chování bublinek podařilo vysvětlit na základě dynamiky kapalin. Zatímco středem sklenice stoupají korálky bublinek, které po dosažení hladiny zůstávají nahoře, otáčí se vzestupný pohyb kapaliny směrem ke stěnám nádoby a po stranách sklenice míří ke dnu. Tato cirkulující kapalina přitom strhává osamělé, okrajové malé bublinky, které najednou směřují v pivu překvapivě dolů.

Za tímto efektem relativní hustota kapaliny po stranách sklenice a uprostřed sklenice piva. Bublinky mají tendenci stoupat kolmo ke hladině, takže v důsledku šikmých stěn sklenice je jich po stranách najednou méně. Tahle oblast se tak z hlediska hustoty začíná odlišovat od zbytku piva, hustota je tu vyšší, a tak má čiré pivo větší hustotu než směs pivo s bublinkami. Vrstvy piva u stěn sklenice s vyšší hustotou jsou gravitací stahovány dolů. Malé bublinky na vnějším okraji vzestupného centrálního sloupce mají tendenci stoupat, ale klesající část piva podél okraje sklenice je strhává dolů.

Na výsledek experimentu má vliv nejenom tvar sklenice – u sklenic zužujících se směrem vzhůru se bublinky dolů nepohybují. Také záleží na druhu piva, neboť čím jsou bublinky menší, tím je efekt výraznější.  Ideálním pivem je pak černý Guinness. Tím, že je navíc sycen dusíkem, který se v kapalinách málo rozpouští, vznikají v černém pivu menší a trvanlivější bublinky.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 0.00 (0x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře