Najlepsza odpowiedź
Różniłbym się z odpowiedzią Olivera na podstawie teorii, ale przyznaję, że właściwie nie znam fizyki / chemii na tyle dobrze, aby mieć pewność, że mam rację. Mój spór polega na przekonaniu, że w grę wchodzi trzeci element, który jest w rzeczywistości równie ważny lub nawet ważniejszy niż powierzchnia łąkotki na dłuższą metę (chociaż w krótkim okresie znaczenie menisku byłoby większe).
Trzeci element to objętość i ciśnienie (powietrza lub CO2 … wciąż czekam na odpowiedź na moje wcześniejsze pytanie w Beverages: Dlaczego 20-uncjowa butelka po napojach gazowanych rozpada się prawie natychmiast) , ale 2-litrowa butelka będzie przechowywana w lodówce przez około tydzień? aby określić) powietrza, w którym CO2 może się rozpuścić.
Model myślowy powinien pokazać, dlaczego moje przypuszczenie jest prawdopodobnie poprawne : Załóżmy, że mamy 20 uncji sody napełnionej do 1 cm od wąskiego wierzchołka. Jest otwierana, a następnie zamykana. Spodziewalibyśmy się, że pozostanie mocno nasycona dwutlenkiem węgla, ponieważ jest tak mało miejsca na odparowanie CO2. Teraz. .. weźmy butelkę o innym kształcie, z wąską górą, która wystaje kilka stóp w górę nad menisk ciśnieniowej sody. Otwieramy pokrywę i ciśnienie wypływa (wymuszone, jak sądzę, zarówno przez rozszerzanie się sprężonego gazu, jak i sody pod ciśnieniem), ale wciąż jest długa wąska szyjka wypełniona zwykłym powietrzem. Kiedy ponownie zamykam butelkę, spodziewam się, że CO2 wyparuje w większej ilości z płynu, aż w butelce ponownie powstanie spore ciśnienie … w ten sposób pozostawiając nam bardziej płaską sodę.
– MJM, nie jest chemikiem ani fizykiem, ale * zawsze * byłem lekko zafascynowany sposobem, w jaki wydaje się, że poziom płynu w butelce napoju gazowanego podnosi się po zwolnieniu ciśnienia …
Odpowiedź
Nie, to nie pomoże sodzie dłużej pozostać gazowaną. Przyjrzyjmy się dokładnie, co się dzieje.
Załóżmy, że masz nową dwulitrową butelkę napoju gazowanego. Wolna przestrzeń w butelce to 100\% CO2, a syk, który słychać po odkręceniu nakrętki, to ten wydostający się pod ciśnieniem CO2.
Następnie wlej szklankę sody o pojemności 8 uncji. Osiem uncji płynu sody wypływa z butelki, a osiem uncji płynnego powietrza wpływa do butelki. Teraz ponownie zakręć nasadkę. Ten system jest teraz daleko od równowagi – w cieczy jest dużo rozpuszczonego CO2, a prawie żadnego w przestrzeni nad roztworem. Zatem CO2 będzie stale ewoluował z roztworu do przestrzeni nad roztworem, podnosząc ciśnienie CO2 w przestrzeni nad roztworem kosztem rozpuszczonego CO2. Proces ten będzie kontynuowany aż do osiągnięcia nowego równowagowego ciśnienia w fazie gazowej. To nowe ciśnienie będzie niższe o kilka PSI niż przed otwarciem butelki z powodu utraty CO2 podczas otwierania korka i utraty rozpuszczonego CO2, który wydzielił się z roztworu, aby ponownie zwiększyć ciśnienie w górnej części.
Warto zauważyć, że 8 uncji powietrza, które zostało uwięzione w butelce, NIE ma żadnego wpływu na proces powrotu CO2 do równowagi. To jest prawo ciśnienia cząstkowego Daltona. Tylko ilość CO2 w przestrzeni nad roztworem wpływa na nowe ciśnienie równowagowe CO2. Inne gazy nie biorą w tym udziału. Innymi słowy, obecność powietrza nie wpływa na to, ile CO2 wydobywa się z roztworu, aby ponownie zwiększyć ciśnienie w przestrzeni nad zawartością. Obecność uwięzionego powietrza nie ma wpływu na nowe ciśnienie parcjalne CO2 w stanie równowagi.
Zróbmy to w inny sposób. Zamiast ponownie zakręcać butelkę natychmiast po nalaniu pierwszej szklanki, zróbmy tak, jak sugerowałeś i ściskaj butelkę, aż poziom płynu osiągnie całą wysokość szyjki, a następnie załóż nasadkę. Tak jak poprzednio, system jest daleko od równowagi i CO2 wydziela się z roztworu, aby ponownie zwiększyć ciśnienie w przestrzeni nad zawartością CO2. Proces ten będzie trwał do momentu, aż DOKŁADNIE taka sama ilość CO2 wyewoluuje z roztworu jak poprzednio, a ciśnienie CO2 w przestrzeni nad roztworem będzie dokładnie takie samo jak poprzednio.
Uwaga, CAŁKOWITE ciśnienie gazu w w pierwszym scenariuszu wolna przestrzeń będzie nieco większa z powodu obecności uwięzionego powietrza, ale ciśnienie parcjalne CO2 w obu przypadkach będzie takie samo. Tak więc butelka może wydawać się trochę trudniejsza w pierwszym scenariuszu z powodu ciśnienia cząstkowego uwięzionego powietrza, ale ciśnienie cząstkowe CO2 w przestrzeni nad roztworem będzie takie samo w obu przypadkach, a ilość rozpuszczonego CO2 pozostającego w roztworze będzie to samo w obu przypadkach. Tak więc wyciskanie powietrza nie przyniesie nic dobrego.
Cóż… wyciskanie powietrza może mieć jedną małą zaletę. Gdyby napój gazowany był typu, który podlegał utlenianiu (powiedzmy, szampan), wyciskanie powietrza przed zamknięciem z pewnością pomogłoby w zapobieganiu utlenianiu, ale nie pomogłoby w utrzymaniu musowania.Niestety, szampan nie jest dostępny w miękkich plastikowych butelkach, a większość napojów, które to robią (woda sodowa, napoje bezalkoholowe itp.) Nie podlega utlenianiu. Więc nie przychodzi mi do głowy żaden powód, by stosować proces „wyciskania powietrza”.