Mi entendimiento es que los sitios de nucleación de las burbujas en una copa de champán son, ya sea debido a defectos en el vidrio o debido a las fibras en el vaso. (Véase este artículo para más detalles sobre esa declaración.) ¿Esto implica que el champán se vierte en un absolutamente limpio y perfectamente lisa de vidrio no tendría burbujas?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
No, las burbujas todavía se originan en el interior del líquido, pero el proceso suele ser más lento. Se denomina nucleación homogénea. En la naturaleza la mayoría de nucleación es en las superficies, también llamado nucleación heterogénea.
Floris
Puntos
54054
Descargo de responsabilidad: este es mí la hipótesis. Cualquier persona con hechos reales a su disposición se anima a contradecir a mí.
No, no habría burbujas formadas en la champagne. La razón de esto se encuentra en el comentario de @honeste_vivere : en el interior de una pequeña burbuja, la presión (debido a la tensión superficial) es muy grande. De hecho, para una burbuja de radio $r$, el área de la sección transversal es $\pi r^2$ y la circunferencia es$2\pi r$, por lo que la presión es
$$P = \frac{2\pi r \sigma}{\pi r^2}=\frac{2\sigma}{r}$$
donde $\sigma$ es la tensión superficial (la cual tiene unidades de fuerza por unidad de longitud - así que multiplicando por la circunferencia da fuerza, y dividiendo por el área da de presión).
El problema con esta ecuación es que la presión se convierte en "infinito" como la radio se vuelve muy pequeño. Y para una pequeña burbuja, esto significa que la presión sería tan grande que $CO_2$ es conducido de nuevo en la solución.
En otras palabras, en ausencia de nucleación, hay un mínimo de tamaño de burbuja se necesita para que las burbujas para ser capaces de crecer - y las burbujas no pueden espontáneamente llegar a ese tamaño. Cuando un sitio de nucleación está presente, se altera el equilibrio de fuerzas por lo que las burbujas se pueden formar.
Para champaña fría, la tensión de la superficie es de alrededor de 40 - 50 mN/m (fuente). La presión en el interior de un frasco cerrado de champagne es de 6 atm (fuente)_.
Es razonable suponer que si una burbuja se puede llegar al tamaño, donde el exceso de presión debido a la tensión superficial es menor que 5 atm (además de la atmósfera en sí hace 6), entonces va a crecer sin ningún problema. ¿Qué es eso de tamaño crítico?
$$r_{crit} = \frac{2\cdot 50mN/m}{10^5 N/m^2} = 1µm$$
Esto es considerablemente más pequeño que el tamaño de una burbuja de cava "en la superficie", que es de unos 0,5 mm (misma fuente) - esto tiene sentido, por supuesto, como el de la burbuja, una vez que se empieza a formar, puede seguir creciendo.
Pero puede un 1 µm burbuja de forma espontánea? Creo que la respuesta es "absolutamente no". En ese tamaño, contiene aproximadamente $1.4\cdot 10^7$ de moléculas de CO2. No creo que una fluctuación estadística puede lograr una gran burbuja - la fuerza de empuje del gas en el líquido podría ser demasiado grande. Usted necesita "algo" para traer sobre la nucleación.
Nestor Picado
Puntos
46
Sólo para añadir a los existentes en la respuesta:
Si pones un áspero de menta en una bebida carbonatada que se hizo erupción, esta es la nucleación, la forman los cráteres de "sitios de nucleación", donde las burbujas se pueden formar, lo mismo sucede con el elemento metal en el interior de un hervidor de agua.
Sin embargo, si usted microondas de agua en un vaso de vidrio limpio no va a hervir NO INTENTE HACER ESTO pero si se le cae algo en la realidad-agua caliente las burbujas se pueden formar en ese objeto y escupen agua caliente y vapor en todas partes.
En el agua no "homo" (el mismo) de la nucleación, hay hetro (diferentes) entre la cosa se le cae y el agua.
Con champagne (y de hecho Shweps Limonada) y, probablemente, Pepsi Max, y un montón de otras bebidas gaseosas si usted presiona suavemente el vaso contra la mesa de la formación de burbujas de desalojar de al lado y entonces usted será capaz de ver el interior del líquido, te darás cuenta de que las burbujas parecen estar generando a partir de la nada, en el líquido sí mismo, esto demostrar que usted no necesita hetrogenous nucleación por ejemplo, como el líquido es claramente capaz de emitir burbujas.
Esto es en realidad que ver con las presiones parciales de los gases, no es el dióxido de carbono disuelto en el líquido que no quiere estar allí, dentro de la botella, la presión se mantiene en (es "más fácil" para permanecer en el líquido que no), que es la razón por la que no burbuja cuando se agita una botella, sin embargo, abrir la botella una vez que se espuma la próxima vez y así sucesivamente.
Esto es más de una evidencia basada en la respuesta, espero que ayude.
