飲料:20オンスのソーダボトルがほぼすぐに平らになるのに、2Lボトルが1週間ほど冷蔵庫に保管されるのはなぜですか?


ベストアンサー

違います理論に基づいたオリバーの答えで、しかし私は実際に私が正しいことを確認するのに十分なほど物理学/化学をよく知らないことを認めます。私の疑問は、長期的にはメニスカスの表面積よりも実際には同じくらい重要であるか、さらに重要である3番目の要素が関係しているという信念にあります(ただし、短期的にはメニスカスの重要性は拡大されます)。

3番目の要素は体積と圧力です(空気またはCO2のいずれか…ビバレッジでの私の以前の質問への回答をまだ待っています:なぜ20オンスのソーダボトルがほぼすぐに平らになるのですか? 、それでも2Lボトルは、ソーダのCO2が溶解する可能性のある空気の1週間ほど冷蔵庫に保管されますか?

思考モデルは、私の仮定が正しいと思われる理由を示す必要があります。 :20オンスのソーダが狭い上部から1cm以内に充填されていると仮定します。それを開いてから密封します。CO2が蒸発する余地がほとんどないため、高度に炭酸化されたままになると予想されます。 ..異なる形状のボトルを取りましょう。上部が狭く、上部が数フィート上空に伸びています。加圧ソーダのメニスカス。上部を開くと圧力が噴出しますが(加圧ガスと加圧ソーダの両方の膨張によって強制されると思います)、通常の空気で満たされた細長い首がまだあります。ボトルを元に戻すと、ボトル内にかなりの圧力が再びかかるまで、CO2が液体から大量に蒸発し、より平らなソーダが残ると予想されます。

-MJM、化学者でも物理学者でもありませんが、圧力が解放されたときにソーダボトル内の液体が上昇するように見える方法に、私は常に穏やかに魅了されてきました…

回答

いいえ、これはソーダがより長く炭酸ガスを維持するのに役立ちません。何が起こっているのかを詳しく見てみましょう。

新しい2リットルのソーダが入っているとしましょう。ボトルのヘッドスペースは100%CO2であり、キャップを緩めたときに聞こえるヒスノイズは、この加圧されたCO2の漏れです。

次に、8オンスのソーダを注ぎます。 8液量オンスのソーダがボトルから流れ出し、8液量オンスの空気がボトルに流れ込みます。次に、キャップを元に戻します。このシステムは現在、平衡状態から外れています。液体には多くの溶存CO2があり、ヘッドスペースにはほとんどありません。そのため、CO2は溶液からヘッドスペースに継続的に進化し、溶存CO2を犠牲にしてヘッドスペースのCO2圧力を上昇させます。このプロセスは、新しい平衡ヘッドスペース圧力に達するまで続きます。この新しい圧力は、キャップを開いたときに失われたCO2と、ヘッドスペースを再加圧するために溶液から発生した溶存CO2が失われたため、ボトルを開く前よりも数PSI低くなります。

ボトルに閉じ込められた8オンスの空気は、CO2が平衡状態に戻るプロセスに影響を与えないことに注意してください。これは、ドルトンの部分圧力の法則です。ヘッドスペース内のCO2の量だけが、CO2の新しい平衡圧力に影響を与えます。他のガスはこれに参加しません。言い換えれば、空気の存在は、ヘッドスペースを再加圧するために溶液から出てくるCO2の量に影響を与えません。平衡状態にあるCO2の新しい分圧は、閉じ込められた空気の存在による影響を受けません。

では、別の方法で行いましょう。最初のグラスを注いだ直後にボトルを再びキャップする代わりに、あなたが提案したように行い、液面が首まで完全になるまでボトルを絞ってから、キャップをかぶせます。以前と同様に、システムは平衡状態から大きく外れており、CO2は溶液から進化して、ヘッドスペースをCO2で再加圧します。このプロセスは、以前とまったく同じ量のCO2が溶液から発生するまで続き、ヘッドスペース内のCO2の圧力は以前とまったく同じになります。

注:最初のシナリオでは、閉じ込められた空気が存在するため、ヘッドスペースはわずかに高くなりますが、どちらの場合もCO2の分圧は同じになります。そのため、最初のシナリオでは、閉じ込められた空気からの分圧のためにボトルが少し硬く感じるかもしれませんが、ヘッドスペースのCO2分圧はどちらの場合も同じであり、溶液に残っている溶存CO2の量は次のようになります。どちらの場合も同じです。ですから、空気を絞り出すのは良くありません。

ええと…空気を絞り出すことには、小さな利点が1つあるかもしれません。炭酸飲料が酸化を受けやすいタイプ(シャンパンなど)の場合、キャップをする前に空気を絞り出すことで酸化を防ぐことができますが、発泡を維持することはできません。しかし、残念ながら、シャンパンはスクイーズのペットボトルに入っておらず、含まれているほとんどの飲料(ソーダ水、ソフトドリンクなど)は酸化されません。 したがって、「空気を絞り出す」プロセスを採用する理由は考えられません。

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