为友谊干杯前为什么要「摇一摇」?
正经玩原创 Shiny & Tom 中科院物理所 2019-12-14 13:31:43
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喝前摇一摇 似乎是每个人 品红酒前的必要步骤 小编喝雪碧也不例外 今天小编就用实验来揭晓 喝前为什么要摇一摇 为我们的友谊干杯(物理所限定)
实验器材 实验器材 所标杯、高脚杯、酒精、食用色素
实验过程 首先在高脚杯中加入适量水 再滴几滴食用色素 红酒的诞生? 这时候 我们摇晃杯子 发现 “红酒” 并没有挂在杯壁上 然后沿着杯壁流下的迹象 废话 没加酒精能叫酒吗 我们再往杯中加入适量酒精 摇晃杯子后 会有什么不同吗 可以看到 加入酒精摇晃杯子后 杯壁上覆盖了一层液膜 有些地方还有类似眼泪的液滴
原理解说 实验中可以看到,酒精与水混合后倒入杯中,摇晃酒杯,时不时会有小液滴从杯壁流下,就好像在流泪一样,因此,人们称之为“The tears of wine”。 与这一有趣的现象密切相关的关键词是马拉戈尼效应(Marangoni effect)。马拉戈尼效应告诉我们,两种液体之间的质量输运来源于表面张力的梯度。
简单来说,从微观上看,每个表面的液体微团会受到四周的液体对它的表面张力,如果液体是均匀的,表面张力合力为零,液滴处于平衡态。但是,如果在表面引入一些外部干扰(例如,滴一滴肥皂水),那么局部的表面张力会不均匀,进而出现表面张力的梯度,这将导致表面的受力不平衡,液体微团会受表面张力作用而发生运动,从下面的动图可以看到这一现象。有了这些理论基础,本次实验也就能很好地解释了。
首先,不同类型的液体表面张力之间存在差异,酒精的表面张力要小于水的。当我们晃动酒杯时,由于毛细作用,杯中的液体会爬上酒杯壁,挂在杯壁上(简称挂壁)。由于酒精易挥发,挂在杯壁上的这部分液体在酒精挥发后,酒精浓度下降,水的占比变高,因此表面张力会变大(上图红色箭头),而杯中的液体,酒精的挥发所带来的浓度变化不是很大,因此表面张力基本不变(上图绿色箭头)。
这样就出现了一个表面张力的梯度,这个梯度使得杯壁上的液体会把杯中的液体不断拉上杯壁,在杯壁上积累。积累到一定程度,液滴的重力大于表面张力,液滴就会一滴一滴的从杯壁滑落,从而就形成了实验中能看到的“美酒之泪”了。
上图给出了一个形象化的理解,小人就相当于是小液滴 思考完实验原理,小编明白,人们常说“喝前摇一摇”,这一摇酒的度数就能大概知道。看着杯壁上不断出现的泪痕,与其死要面子各种劝酒煎熬,倒不如敞开心扉侃侃而谈甚是最好。