Miksi kuohujuomien kuplat ovat niin pieniä? Ne, joita minä puhallan, ovat paljon isompia – Alison, 7-vuotias, Aberdeen, Iso-Britannia
Kiitos kysymyksestäsi, Alison! Ensinnäkin meidän on tiedettävä, mistä kuohujuoman kuplat tulevat. Tämä tapahtuu, koska niihin on liuennut hiilidioksidiksi kutsuttua kaasua.
Kaasu ja neste (ja kaikki muu) koostuvat pienistä palasista, joita kutsutaan molekyyleiksi. Kun kaasu liukenee nesteeseen, molekyylit sekoittuvat keskenään todella hyvin niin, että kaasu jää kiinni ilman, että siinä on kuplia.
Nesteeseen liukenevan kaasun määrä riippuu siitä, kuinka suuri paine nesteessä on. Kun paine on korkea, on ikään kuin paljon painoa, joka työntää kaasua nesteeseen, joten sitä voi liueta paljon. Kuohujuoman valmistamiseksi hiilidioksidia kuplitetaan nesteen läpi paineessa, joka on viisi kertaa suurempi kuin normaali paine, jossa elämme.
Tuntisimme saman verran painetta, jos uisimme 50 metriä syvän uima-altaan pohjalle (50 metriä on noin kahdeksan päällekkäin seisovaa kirahvia).
Curious Kids on The Conversationin sarja, jossa lapset saavat asiantuntijoilta vastauksia maailmaan liittyviin kysymyksiinsä. Jos sinulla on kysymys, johon haluaisit asiantuntijan vastaavan, lähetä se osoitteeseen [email protected]. Emme pysty vastaamaan jokaiseen kysymykseen, mutta teemme parhaamme.
Tässä on niin paljon kaasua kiinni. Tölkki hiilihappojuomaa sisältää niin paljon kaasua, että se riittää puhaltamaan pienen ilmapallon.
Kun avaat pullon tai tölkin hiilihappojuomaa, nesteen paine pienenee yhtäkkiä. Juoma pystyy sitomaan paljon vähemmän hiilidioksidia tässä paineessa, joten ylimääräinen kaasu lakkaa liukenemasta ja muodostaa kuplia.
Katsele kuplia
Saadaksemme lisää tietoa meidän on tehtävä joitakin kokeita. Kaada hiilihappojuomaa lasiin (kysy ensin aikuiselta). Katso, miten kuplat alkavat sieltä, missä neste koskettaa lasia – pohjasta ja sivuilta, mutta eivät juoman keskeltä.
Tehdäksemme uuden kuplan, hiilidioksidin ja juoman molekyylit liikkuvat ja järjestäytyvät muodostaakseen pinnan niiden välille. Uutta pintaa on tehtävä vähemmän, jos kupla alkaa lasin reunaa vasten. Tämä kuluttaa vähemmän energiaa ja tarkoittaa sitä, että uudet kuplat alkavat yleensä tästä.
Tästä syystä pienet kuplat tarttuvat yleensä lasiin. Enemmän kaasua liittyy pieneen kuplaan, koska kuluu vähemmän energiaa karata kuplaan ja tehdä se suuremmaksi kuin tehdä uusi kupla.
Jossain vaiheessa kupla kasvaa niin suureksi, että se kelluu juoman yläosaan. Tämä tapahtuu, kun kupla on vielä pienempi kuin hiekanjyvä.
Kun puhallat pillin läpi kuplia, kupliin vaikuttavat samat voimat kuin ennenkin. Mutta kupla on kiinni pillissä koko reiän reunan ympäri. Tämä tarkoittaa, että et voi tehdä kuplia, jotka ovat pienempiä kuin oljen reikä.
Sentähden ne ovat suurempia kuin kuplat, jotka muodostuvat juomassa itsestään. Yritä löytää ohuempi olki nähdäksesi, kuinka pieniä kuplia voit tehdä.
Kuplivat tulivuoret
Saatat yllättyä siitä, että nyt kun tiedät, miten kuplat muodostuvat kuohuvaan juomaan, tiedät myös, miksi tulivuoret purkautuvat. Jos kaivaisit syvälle tulivuoren alle, löytäisit kuumaa, nestemäistä kiveä, jota kutsutaan magmaksi. Siihen on liuennut kaasuja.
Kun magma nousee pintaan, paine laskee. Se pystyy pitämään sisällään vähemmän kaasua, joten siihen muodostuu kuplia, aivan kuten hiilihappojuomaasi. Kuplat tekevät magmasta kelluvamman, kuten kuumailmapallosta. Tämä työntää sitä ylöspäin ja aiheuttaa purkauksen.
Me tiedämme, että magmassa on yleensä paljon pieniä kiteitä. Vaikuttavatko ne kupliin?
Aika tehdä viimeinen koe: kaada hieman suolaa hiilihappojuomaasi ja katso, mitä tapahtuu. Sinun pitäisi nähdä paljon kuplia muodostuvan kerralla, koska suolakiteissä on paljon pintoja, joihin kuplat voivat muodostua. Olet juuri saanut aikaan oman tulivuorenpurkauksen!
Lapset voivat saada asiantuntijoilta vastauksia omiin kysymyksiinsä – lähetä ne vain Curious Kidsille ja ilmoita lapsen etunimi, ikä ja paikkakunta. Voit:
- lähettää sähköpostia osoitteeseen [email protected]
- twiittailla meille @ConversationUK tunnisteella #curiouskids
- DM meille Instagramissa @theconversationdotcom
Tässä on lisää Curious Kids -artikkeleita, jotka ovat akateemisten asiantuntijoiden kirjoittamia:
-
Miksi joillakin eläimillä on kaksi eriväristä silmää? – George, 10-vuotias, Hethersett, Iso-Britannia.
-
Kuinka kauan painovoima on ollut olemassa? – Aine, 13-vuotias, Edinburgh, Iso-Britannia.
-
Suojeleeko taivas maapalloa ja jos kyllä, niin miten? – Saskia, 8-vuotias, Viro.