你观察过啤酒的气泡吗?把它倒在杯子里后,会发出听上去就很清爽的“嘶嘶声”。从底部出现的气泡会一溜烟往上冒,随着上升,这些气泡会分裂成许许多多的小气泡。但是如果把香槟或者其他起泡酒倒在杯子里,底部出现的气泡就会排成一排,笔直而稳定地上升。香槟里面的气泡会排成直线稳定上升,而啤酒中的却会随着上升分散成很多小气泡。
一些研究人员也发现了这个有趣的现象,他们好奇为什么香槟里面的气泡能够稳定上升,啤酒中的却不可以。为什么会冒泡?不管是香槟、啤酒、碳酸饮料还是苏打水,它们的气泡都是溶解在液体中的二氧化碳。由于瓶子里的压力高于大气压力,因此可以溶解更多气体。把液体倒出来后,它们处在大气压下,摆脱了“高压控制”的气体会跑出来。
气泡会在某个成核位置形成,一旦它达到一定的临界尺寸,浮力超过了使气泡附着的表面张力,气泡就会开始自由上升。
香槟的秘密研究人员分析了香槟、啤酒、苏打水等等液体的性质,包括液体密度、液体中脂肪酸的组成、产生气泡的大小、气泡的上升路径等等。研究人员发现加入一些类似表面活性剂的成分会让气泡变得更稳定。这些成分可以减少液体和气泡之间的摩擦力,让气泡顺利上升到顶部。
小气泡的大用途别以为这些气泡科学家只是碳酸饮料爱好者,他们更希望把气泡背后的科学原理应用到更广阔的领域。曝气池是一种用于处理废水的装置,它的原理是利用氧气和微生物作用,来处理废水中的污染物。它需要将水中不需要的气体和挥发性物质释放到空气中。借助气泡上升的研究,科学家希望找到能让曝气池中的气体更安全、稳定地排放出去的方法。