Miért olyan kicsik a buborékok a szénsavas italokban? Azok, amiket én fújok, sokkal nagyobbak – Alison, hét éves, Aberdeen, Egyesült Királyság
Köszönöm a kérdésedet, Alison! Először is tudnunk kell, honnan származnak a szénsavas italban lévő buborékok. Ez azért történik, mert egy szén-dioxid nevű gáz van bennük feloldva.
A gáz és a folyadék (és minden más) apró darabkákból, úgynevezett molekulákból áll. Amikor a gáz feloldódik a folyadékban, a molekulák nagyon jól összekeverednek, így a gáz csapdába kerül anélkül, hogy buborékok keletkeznének.
A folyadékban feloldható gáz mennyisége attól függ, hogy mekkora nyomás alatt van. Ha nagy a nyomás, akkor mintha nagy súly nyomná a gázt a folyadékba, így sok tud belőle feloldódni. A szénsavas italok készítéséhez a szén-dioxidot olyan nyomáson buborékozzák át a folyadékon, amely ötször nagyobb, mint a normális nyomás, amelyben élünk.
Ugyanekkora nyomást éreznénk, ha egy 50 méter mély medence aljára úsznánk (50 méter körülbelül nyolc egymáson álló zsiráfnak felel meg).
A Kíváncsi gyerekek a The Conversation sorozata, amely lehetőséget ad a gyerekeknek, hogy a világgal kapcsolatos kérdéseikre szakértők válaszoljanak. Ha van olyan kérdésed, amire szeretnéd, hogy egy szakértő válaszoljon, küldd el a [email protected] címre. Nem fogunk tudni minden kérdésre válaszolni, de minden tőlünk telhetőt megteszünk.
Így ragad meg annyi gáz. Egy doboz szénsavas italban annyi gáz van feloldva, hogy egy kis léggömböt is fel tudna fújni.
Amikor kinyitsz egy üveg vagy doboz szénsavas italt, a folyadék nyomása hirtelen kisebb lesz. Az ital ennél a nyomásnál sokkal kevesebb szén-dioxidot képes megkötni, így a felesleges gáz már nem oldódik fel, és buborékokat képez.
Nézd a buborékokat
Hogy többet tudjunk meg, néhány kísérletet kell végeznünk. Öntsünk egy pohárba szénsavas italt (előbb kérdezzünk meg egy felnőttet). Nézd meg, hogy a buborékok ott indulnak el, ahol a folyadék a pohárhoz ér – az ital alján és oldalán, de nem az ital közepén.
Az új buborékok létrejöttéhez a szén-dioxid és az ital molekulái mozognak, és úgy rendeződnek, hogy felületet képeznek egymás között. Kevesebb új felületet kell létrehozni, ha a buborék a pohár szélével szemben indul el. Ez kevesebb energiát használ fel, és az új buborékok általában itt indulnak el.
Ez az oka annak is, hogy a kis buborékok hajlamosak a pohárhoz tapadni. Több gáz csatlakozik a kis buborékhoz, mivel kevesebb energia kell ahhoz, hogy egy buborékba meneküljön, hogy nagyobb legyen, mint ahhoz, hogy egy új buborékot hozzon létre.
A buborék végül elég nagy lesz ahhoz, hogy felússzon az ital tetejére. Ez akkor történik, amikor a buborék még mindig kisebb, mint egy homokszem.
Amikor egy szívószálon keresztül fújva buborékot készítünk, ugyanazok az erők hatnak a buborékokra, mint korábban. De a buborék a lyuk szélén körös-körül a szívószálhoz tapad. Ez azt jelenti, hogy nem tudsz olyan buborékokat készíteni, amelyek kisebbek, mint a szalmaszálon lévő lyuk.
Ezért nagyobbak, mint az italban maguktól kialakuló buborékok. Próbálj meg keresni egy vékonyabb szívószálat, hogy megnézd, milyen kicsi buborékot tudsz csinálni.
Buborékos vulkánok
Meglepődve tapasztalhatod, hogy most, hogy tudod, hogyan képződnek buborékok egy szénsavas italban, azt is tudod, miért törnek ki a vulkánok. Ha mélyen leásnál egy vulkán alá, forró, folyékony kőzetet, úgynevezett magmát találnál. Ebben gázok vannak feloldva.
Amint a magma a felszínre emelkedik, a nyomás csökken. Kevesebb gázt tud megtartani, ezért buborékok képződnek benne, akárcsak a szénsavas italodban. A buborékoktól a magma felhajtóerősebb lesz, mint egy hőlégballon. Ez felfelé nyomja, és kitörést okoz.
Tudjuk, hogy a magma általában sok apró kristályt tartalmaz. Vajon ezek hatással vannak a buborékokra?
Egy utolsó kísérlet következik: öntsünk egy kis sót a szénsavas italunkba, és figyeljük meg, mi történik. Látnod kell, hogy egyszerre sok buborék képződik, mert a sókristályoknak sok felületük van, amin a buborékok kialakulhatnak. Épp most csináltad meg a saját vulkánkitörésedet!
A gyerekek saját kérdéseikre is válaszolhatnak a szakértők – csak küldd el őket a Kíváncsi gyerekek címre, a gyerek keresztnevével, életkorával és városával együtt. Megteheted:
- küldheted a [email protected]
- tweetelhetsz nekünk @ConversationUK #curiouskids
- DM us on Instagram @theconversationdotcom
Itt van még néhány Curious Kids cikk, amelyet tudományos szakértők írtak:
-
Miért van néhány állatnak két különböző színű szeme? – George, tízéves, Hethersett, Egyesült Királyság.
-
Mióta létezik a gravitáció? – Aine, 13 éves, Edinburgh, UK.
-
Védi az ég a Földet, és ha igen, akkor hogyan? – Saskia, nyolc éves, Észtország.