Наука объяснила взрывы конфет Ментос и диетической кока-колы


Поразительная реакция, в которую вступают диетическая кока-кола Diet Coke и конфеты Mentos, которая стала известной благодаря тысячам клипам на сервере YouTube, наконец-то получила научное объяснение. Исследования, которые проводились в Соединенных Штатах, помогли определить первостепенные факторы, которые образуют пенящуюся струю, вытекающую из бутылок с кока-колой, и именно шероховатость поверхности конфет и скорость падения к основанию бутылки.

«Когда кидаешь упаковку Mentos в бутылку с Diet Coke, получаешь этот огромный фонтан струящейся пены Diet Coke», говорит Тоня Коффи, физик Аппалачского Государственного Университета в г. Бун, штат Северная Каролина. «Так что мои студенты получили хороший проект, потому что в этом есть какая-то мистика».
Когда кидаешь мятные или фруктовые конфеты Mentos в только что открытую бутылку с Diet Coke, струя коки со свистом вылетает из горлышка бутылки и может достигать высоты 10 метров. Существует большое количество теорий, объясняющих, почему так происходит, некоторые блоггеры считают, что это кислотно-основная реакция, так как Кока-кола кислотная.

В экспериментах, проводимых в одном из выпусков 2006 года программы «Разрушители легенд» (Mythbusters) на канале Discovery, предполагалось, что в химическую реакцию вступают аравийская камедь и желатин в конфетах и кофеин, бензойнокислый калий и аспартам в кока-коле. Но до сегодняшнего дня не проводилось тщательных научных исследований этой реакции.

Пенящиеся жидкости.
Чтобы получить больше информации, Коффи и команда студентов проводили эксперименты реакций между Diet Coke и фруктовыми конфетами Mentos, мятными конфетами Mentos, а также другими различными ингредиентами, такими как другие мятные конфеты, моющая жидкость для посуды, поваренная соль и песок. Кроме того, они сравнили реакции с другими пенящимися жидкостями, такими как кола без кофеина, кола сладкая, а также газированная вода и тоник.

Все эксперименты реакций проводились с наклоном бутылки в 10° от вертикальной поверхности, а траектории фонтанной струи записывались на видео. Команда рассчитывала также общую массу, потерянную в результате выплеска струи, и изучила влияние шероховатости поверхности конфет.
Результаты показали, что диетическая кока-кола создавала самые зрелищные взрывы и с фруктовыми, и с мятными конфетами Mentos. Фонтан достигал высоты до 7 метров от горизонтальной поверхности.
Но результаты, которые показала диетическая кока-кола Diet Coke без кофеина, тоже были впечатляющие, что натолкнуло на мысль, что кофеин не ускоряет реакцию, по крайней мере, в нормах, допустимых для напитков.
Измерения уровня кислотности pH кока-колы до и после экспериментов показали, что кислотность не менялась, исключая распространенное мнение, что фонтан вызывает простая кислотно-основная реакция.
Зато было определено, что сила струи зависит от множества факторов, которые влияют на уровень роста углекислых пузырьков.

Шероховатая, покрытая ямочками поверхность конфет Mentos значительно способствует увеличению количества пузырьков, потому что они успешно разрушают полюсное притяжение между молекулами воды, в результате чего образуется свободные места для пузырьков.

Шероховатая конфета
«Молекулы воды любят находиться друг возле друга, поэтому, в общем, чтобы вы не кинули в газированную воду, что может разрушить сеть молекул воды, может способствовать образованию пузырьков», - рассказала Коффи журналу New Scientist. «А если у вас есть шероховатая конфета с высоким соотношением площади поверхности к объему, тогда места для увеличения количества пузырьков еще больше».
Низкое поверхностное натяжение тоже помогает пузырькам быстро увеличиваться. Измерения показали, что поверхностное натяжение воды, в котором содержится подслащивающий аспартам, ниже, чем жидкостей, подслащенных сахаром, что объясняет, почему диетическая кока-кола Diet Coke создает настолько внушительные фонтаны в отличие от подслащенной сахаром кока-колы.

Другой важный фактор – это верхний слой конфет Mentos, в котором содержится аравийская камедь, сурфактант (поверхностно-активное вещество), которое еще больше уменьшает поверхностное напряжение жидкости. Мятные конфеты с шероховатой поверхностью без сурфактанта не вызывали таких больших струй фонтана.
Конфеты Mentos достаточно плотные и поэтому быстро тонут, создавая тем самым пузырьки, которые по мере поднятия вверх вызывают образование еще большего количества пузырьков. Конфеты Mentos, которые опускались медленней, создавали очень слабую струю фонтана высотой до 30 см.

«Учителя в средней школе выводят учеников на бейсбольное поле возле школы и вместе проводят эту реакцию, и ученикам это определенно нравится», - говорит Коффи, - «Это замечательный способ заинтересовать учеников изучать науку и узнавать что-то новое».

Снимки, снятые с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывают шероховатость мятных конфет Mentos (слева сверху и снизу) и фруктовых конфет Mentos (справа сверху и снизу), шкала масштаба показывает длину от 20 до 200 микрометров (снимок предоставлен T Coffey/Dewel Microscopy Facility/AAPT).

Общие науки | наука приколы кола ментос взрыв   22       Комментарии          Удалить Avatar avanturist стало популярным 81 дней назад

Комментарии Читайте также

© 2008 mynews.com.ua. Все права защищены.