Цвет дымки от шампанского зависит от температуры бутылки

Австрийские ученые впервые смоделировали этапы движения газовой смеси при вскрытии бутылки шампанского, передает Naked Science.

Когда открывают шампанское, сперва слышен хлопок, затем появляется пена и немного дыма. За этим кроется сложная физика. В 2022 году ученые из Индии и Франции выяснили, что смесь из углекислого газа и водяных паров из бутылки шампанского распространяется со сверхзвуковой скоростью. Взаимодействие сверхзвуковых струй с атмосферой приводит к образованию ударных волн, которые на короткое время образуют диски Маха — повторяющиеся волновые образования, известные, например, по работе реактивных двигателей.

Физики из Венского технического университета (Австрия) дополнили исследование коллег. С помощью компьютерного моделирования и симуляций они рассчитали движение пробки и потока газа. Бутылочная пробка летит медленно — 20 м/с. Газовая струя из бутылки обгоняет пробку, обтекает ее и ускоряется до 400 м/с, преодолевает звуковой барьер (скорость звука в воздухе — 335 м/с) — и возникает ударная волна. В обычных волнах давление, температура и скорость — меняются плавно, а в ударной — скачкообразно. Точку, в которой происходит скачок, называют диском Маха. В шампанском диски Маха образуются сначала между бутылкой и пробкой, а после поднимаются вверх и вызывают хлопок при открытии бутылки.

Также ученые объяснили, почему облачко дыма от шампанского может быть разных цветов (от белого до синего). В бутылке за счет высокого давления углекислый газ нагревается из-за сближения молекул, а после откупоривания резко охлаждается — газовая смесь моментально остывает до минус 130 градусов, и образуются кристаллы сухого льда. Их размер зависит от температуры. При этом чем меньше кристаллы — тем больше они рассеивают коротковолновый, то есть синий, свет. Так что определить температуру шампанского можно, просто посмотрев на цвет дыма: если оно холодное, дымок будет белым, если же теплое — синеватым.

Разработанные учеными методы решения задач, связанных с физикой откупоривания шампанского, можно применять в любых областях, где используют потоки газов: от шипучих напитков до ракетостроения и военной промышленности.

Обложка: © RDNE Stock project / Pexels