green_fr: (Default)
green_fr ([personal profile] green_fr) wrote2016-01-27 09:27 am
Entry tags:

Pour la science № 459 — физика пробки из-под шампанского

Как говорили митьки, учёные не зря едят свой хлеб. А я добавлю, что французские физики при этом ещё и шампанское не зря пьют!

Итак, в Реймсском университете (это Шампань) есть лаборатория Effervescence, занимающаяся изучением газа и мусса в жидкостях. К новогоднему выпуску Pour la science они подготовили обстоятельное (ик!) досье, посвящённое %subj%.

Сначала рассказывают про белый дымок, выходящий из бутылки.



Конечно же, никакой это не дымок, и из бутылки он тоже не выходит. Просто в бутылке высокое давление, при открытии бутылки давление резко снижается, что приводит с снижению температуры. А оно, в свою очередь — к конденсации водяного пара. То есть, это практически туман.

Давление в бутылке очевидным образом зависит от температуры вина (чем выше температура, тем меньше растворимость газа в жидкости, то есть, тем выше давление в бутылке) — при 6°C там 5 атмосфер, при 20°C — атмосфер уже 8.
От перепада давления зависит размер формирующихся капель воды. При 5 атмосферах капли крупные — «дымок» белый (равномерно рассеивает свет). При 8 атмосферах капли получаются меньше длины волны видимого света, и рассеивание идёт анизотропное (это снова мой гос. по физике! какая прекрасная тема!) — «дымок» получается синий. (на фотографии выше шампанское не охлаждено)

Почему именно размер капель зависит от перепада давления — непонятно. В статье пишут «un modèle thermodynamique est en cours d’élaboration» (термодинамическая модель в стадии разработки), что, видимо, стоит переводить как «мы заказали ещё несколько ящиков шампанского».


В этот момент, надо полагать, к учёным пришли, привлечённые милыми звуками вылетающих пробок, коллеги из соседней лаборатории. Со сверх-скоростной камерой (12 000 кадров в секунду). Они засняли распространение «дымка». Надо же, пишут повеселевшие авторы, там видны завихрения! Той же формы, что мы видим на облаках, на Юпитере. А я добавлю — и при рисовании молоком:



Это, пишут авторы, неустойчивость Кельвина — Гельмгольца. И за это тоже стоит выпить!


Затем к авторам присоединились коллеги из лаборатории лазерной томографии. Они честно сказали, что к процессу вылета пробки они ничего добавить не могут, но выпить тоже хочется поэтому проставились красивыми фотографиями перемешивания шампанского поднимающимися пузырьками (см. также про пиво). Действительно, очень красиво.

Заодно отметили, что при дегустации шампанского можно не крутить вино по бокалу перед тем, как вкусить его аромат — это делается для того, чтобы перемешать вино, и дать ему больше возможности испариться. Очевидно, пузырьки делают это сами и гораздо лучше нас.


Статья на этом закончилась, а мы поехали праздновать Рождество с [livejournal.com profile] _homka_ и [livejournal.com profile] grave__digger, где [livejournal.com profile] scarlett_o_hara с мужем показали эксперимент со сбиванием пробки у шампанского. Оказывается, «сбить пробку» (sabrer le champagne) — это сбить её вместе с частью горлышка. И сабля для этого вовсе не нужна — при определённых условиях (сильный градиент температуры вдоль толщины стекла — достигается 10 минутами в морозильнике) достаточно аккуратно ударить ложкой в нужное место (в шов, склеивающий две половинки бутылки, чуть пониже пробки), чтобы горлышко аккуратно отлетело само. Осколков должно получиться крайне мало, а если при этом взболтать вино, то небольшой фонтан вынесет их вне бутылки.

С ложкой не получилось, но с ножом горлышко отлетело моментально. Нельзя сказать, что скол прямо уж идеально ровный, но пить было можно:



Традиционный в нашем институте тост — за науку! (в принципе, именно так и переводится название моего любимого журнала)

[identity profile] grave--digger.livejournal.com 2016-01-27 09:12 am (UTC)(link)
Я как-то раньше не задумывался о названии журнала, но после опубликования этого исследования оно приобретает особый смысл! ;)

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 09:30 am (UTC)(link)
А я с самого начала пёрся, потому что у нас так институтская газета (https://mipt.ru/za-nauku/) называлась :-)

[identity profile] och.livejournal.com 2016-01-27 12:28 pm (UTC)(link)
Ну алкогольное значение названия появляется только при переводе на-русский, во французском-то не работает : pour/à la science :)

[identity profile] grave--digger.livejournal.com 2016-01-27 04:05 pm (UTC)(link)
Вот сразу видно, кто больше с французами пьёт. ;)

[identity profile] http://users.livejournal.com/_not_me/ 2016-01-27 09:18 am (UTC)(link)
Я видел как срубали пробку шампанского шпагой из Ecole Polytechnique. Только никакого удара по горлышку бутылки не было: конец шпаги вертикальными движениями терли о горлышко и потом резким движением наверх подцепляли ободок наверху бутылки. Насколько я помню, раза с 3-5-го получилось. Скол был идеально ровным.

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 09:29 am (UTC)(link)
Ну да, именно что не удар, а потереть, чтобы найти правильное место, и легонько стукнуть, чтобы пробка слетела. Шпага института символически-декоративна :-)

[identity profile] grave--digger.livejournal.com 2016-01-27 11:14 am (UTC)(link)
Мы в студенческие годы открывали шампанское "гусарским" способом с помощью обычного кухонного ножа (откуда у донецких студентов шпаги? :) ). Именно что резкое движение вдоль горлышка к пробке, нож ударяет по ободку под пробкой и - вуаля! - ровный скол. :) Получалось если не с первого, то со второго раза точно.
Бутылку дополнительно в морозилке не охлаждали, кстати, брали просто из холодильника, как есть.
Edited 2016-01-27 11:15 (UTC)

[identity profile] muh2.livejournal.com 2016-01-27 09:40 am (UTC)(link)
Размер капель зависит от перепада давления потому, что при большей переохлажденности легче образуются центры конденсации и поэтому их больше. Если переохлаждение совсем маленькое, то первый же центр сожрет весь избыток водяного пара не оставив ничего конкурентам и получится одна большая капля. А если переохлаждение сильное, то он не успевает сожрать, диффузия и конвекция ему приносят пар с определенной, ограниченной, скоростью, и пока он жрет при сильном переохлаждения успедают зародиться конкуренты. Это вообще-то стандартное рассуждение.

Я в нужную сторону объяснил или нужно график перевернуть?

Кстати, кроме журнала еще ведь одноименная газета есть.

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 09:42 am (UTC)(link)
Да, похоже :-)

По поводу газеты - я только что обнаружил, что она почила в бозе (https://mipt.ru/za-nauku/), похоже...

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 11:15 am (UTC)(link)
Загадка для учёного - угадай для чего я в армии, работая "вечным дежурным по штабу", рисовал завихрения в тазике воды?

(краска разводится до очень жидкого состояния растворителем и брызгается на поверхность воды в тазике, где она красиво "завихряется" согласно неустойчивости Кельвина — Гельмгольца :)

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 01:31 pm (UTC)(link)
Очень-очень "горячо" ).
Красил, да, очень похоже на то как в ролике, только не вертикально опуская в воду а просто кладя горизонтально поверх разводов.
Но не гитару ).
А что? ;-)

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 01:53 pm (UTC)(link)
Мы так майки в лагере красили :-) Не маскировку какую-то наносил разве? На что - это уже второе дело.

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 12:51 pm (UTC)(link)
Да, мне тоже кажется, что какую-нибудь маскировку наводил. Так?

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 01:35 pm (UTC)(link)
Ну, не совсем маскировку в прямом смысле этого слова. Процесс был похожий как в ролике из коммента Ильи выше, но только красил я не гитары ).

(Подсказка: 1989, работаю при штабе (деревянный такой барак с кабинетами) "дежурным", т.е. чтоб-тут-всё-выглядело-красиво-но-денег-не-дадим.)

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 01:54 pm (UTC)(link)
Бу-га-га, стены штаба под мрамор, что ли? :-)))

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 02:14 pm (UTC)(link)
Ну, наверное это можно считать правильным ответом. )

Бралась пачка писчей бумаги A4 (г-го качества, принтеров ещё не было),
немножко краски разных цветов (краска разбавлялась красителем до совершенно жидкого состояния, так что она практически не расходовалась),
тазик с водой на поверхность которой брызгалась краска (как в ролике у Ильи),
немножко художественных пассов по вкусу (если было желание),
потом листок А4 аккуратно ложился поверх разводов принимая их на себя,
потом аккуратно доставался и ложился на пол сушиться (весь коридор был выложен этими листками),
потом этими листиками оклеивались стены вместо обоев.
Красиво, недорого, медитативно!

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 02:20 pm (UTC)(link)
А если бы ты в детстве ездил в наши лагеря, ты бы знал, что жидкостью для мытья посуды (ну, предположим, что она была в СССР) можно существенно улучшать процесс :-) Она как-то делает молекулы краски гидрофобными (Вика на последнем Людофесте подробно рассказывала), и появляются аккуратные "разбежавшиеся" круги. А потом уже по ним можно и волну Гельмгольца гнать, и вкладывать их друг в друга. Вот где настоящая медитация!

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 02:24 pm (UTC)(link)
У меня тоже получалось очень аккуратно. Может были какие-то секреты мастерства, не помню уже. Технологии меня обучил наш художник Зинедин из Дагестана.

[identity profile] och.livejournal.com 2016-01-27 10:13 pm (UTC)(link)
Блин Юрка ты в то время был одним из немногих людей на планете, которым было знакомо имя Зинедин !!!

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-28 09:23 am (UTC)(link)
Like! :-)))

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-28 09:29 am (UTC)(link)
Ага, прикинь )
Интересно что его имя писалось мне кажется слитно (?), а имя моего нынешнего коллеги по работе пишется вот так:
Zine-Eddine

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-28 09:40 am (UTC)(link)
Пишут (https://fr.wikipedia.org/wiki/Zinedine), что вариантов много.

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-28 10:21 am (UTC)(link)
Тогда я за Zīn ad-Dīn !

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-28 10:37 am (UTC)(link)
Your are!

[identity profile] och.livejournal.com 2016-01-28 12:51 pm (UTC)(link)
Ага, туда же и Alāʼ ad-Dīn :). А дальше - еще интереснее : https://en.wikipedia.org/wiki/Ad-Din.
Хоть бери да записывайся в IMA на языковые курсы :)

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-28 01:10 pm (UTC)(link)
Как вариант сокращения - "Зин1" (работает и для Алладина сотоварищи).

[identity profile] och.livejournal.com 2016-01-28 01:18 pm (UTC)(link)
Не Зином единым!

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-28 02:51 pm (UTC)(link)
Да, арабский было бы интересно учить я думаю.

(Anonymous) 2016-02-25 03:37 am (UTC)(link)
Слушай, Юра, какая у тебя была крутая служба в армии! Уже тогда медитировал ;-)

[identity profile] greenadine.livejournal.com 2016-02-25 03:38 am (UTC)(link)
Слушай, Юра, какая у тебя была крутая служба в армии! ;-)

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 02:27 pm (UTC)(link)
У меня была когда-то потрясающая книжка "Занимательная физика", там много чего было забавного в этом роде, жаль что не помню ни имя автора, ни куда она делась... Сестра может прихватизировала ))

[identity profile] anjey.livejournal.com 2016-01-27 02:59 pm (UTC)(link)
Автор обычно Перельман.

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-27 03:00 pm (UTC)(link)
:-)))

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 03:09 pm (UTC)(link)
Возможно, да.

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-27 03:22 pm (UTC)(link)
Скачал пдф; похоже что я не именно эту книгу имел в виду, хотя и эта у меня тоже была. Наверное та "другая" книга и называлась как-то по другому, а я запомнил название книги Перельмана.

[identity profile] yuriyag.livejournal.com 2016-01-28 09:33 am (UTC)(link)
+
поразительно сколько можно найти отсканированных советских книг в интернете. Главное правильно название вспомнить (что не всегда очевидно).

[identity profile] kalvado.livejournal.com 2016-01-27 06:37 pm (UTC)(link)
по идее можно и простым мылом, если уж на то пошло. В конце концов, анионный сюрфактант - он и в Африке анионный сюрфактант...

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-28 09:22 am (UTC)(link)
Майк, ты - лучший! :-)))

[identity profile] igor vladislavovich (from livejournal.com) 2016-01-27 06:22 pm (UTC)(link)
Реймсский собор — готический собор во французском городе Реймсе.
(уф, ну конечно - с двумя "с", не арзамаский же)

[identity profile] anjey.livejournal.com 2016-01-27 10:53 pm (UTC)(link)
С чудесным Шагалом внутри.

[identity profile] green-fr.livejournal.com 2016-01-28 09:21 am (UTC)(link)
Ой, как не очевидно! Спасибо, правлю :-)

[identity profile] shnarh.livejournal.com 2016-01-28 03:28 pm (UTC)(link)
Ну вот хоть кто-то делом занимается! А то всё термояд да прочий гиперзвук.