Исследователь немецкого Геттингенского университета и любитель домашнего пива Макс Кох экспериментально поработал над научной проблемой, которая издавна волнует человечество.
Ученый использовал высокоскоростную камеру, чтобы зафиксировать, что происходит во время открытия бутылки домашнего пива с поворотной крышкой. После этого он с коллегами решил расширить домашний эксперимент и исследовать акустическую и физическую стороны явления. Исследование опубликовано в Physics of Fluids.
Группа обнаружила, что звук открытия бутылки под давлением — это не одна ударная волна, а очень быстрый звук типа «ах». Высокоскоростные видеозаписи зафиксировали конденсацию внутри горла бутылки в жидкости, которая вибрировала вверх и вниз в стоячей волне. Эти записи, а также высокоточные аудиозаписи и моделирование динамики жидкости подтвердили, что эта волна является источником звука «ах».
«Частота звука намного ниже, чем резонирование, если дуть на полную бутылку, как в свисток. Это вызвано внезапным расширением углекислого газа и воздушной смеси в бутылке, а также сильным охлаждающим эффектом примерно до -50 °C, который уменьшает скорость звука. Децибелы, которые излучаются, высокие — в горле бутылки звук такой же громкий или даже громче, чем турбина самолета в радиусе 1 м, но это длится недолго», — объясняет Кох.
После открытия бутылки внутри начинает выделяться растворенный углекислый газ, что приводит к повышению уровня жидкости. Движение бутылки также вызывает плеск жидкости. Кроме того, передача импульса крышки, которая ударяется о стекло краем после отскока, также может спровоцировать фонтанирование из-за усиленного образования пузырьков.
«Было сложной задачей объяснить низкую частоту звука «ах» во время открытия, и найти простую модель для объяснения значений. Одна вещь, которую мы не смогли решить, заключается в том, что наше численное моделирование показало начальный сильный пик акустического излучения перед коротким резонансом «ах», но этот пик отсутствовал в эксперименте», — рассказывает Кох.
Исследователь шутит, что еще одной большой проблемой было поддержание точности эксперимента во время потребления домашнего напитка. Автор новости чувствует, что вечером в пятницу эксперимент нуждается в немедленной проверке.
Ученый рассчитал оптимальную форму бокала для сохранения пива холодным
Источник: SciTechDaily
