曼妥思加可乐原理 曼妥思和可乐反应原理

2025-01-2310:30:45百科知识0

多年以来,探妥思薄荷糖与碳酸饮料之间的反应,一直是科学爱好者们热衷于研究的课题。尽管十岁左右的儿童都能轻易解释汽水的现象,但其中涉及的微观反应机制却并不那么一目了然。

曼妥思与可乐的化学反应一直备受关注。Spring Arbor大学的一位化学教授与科罗拉多州一位中学教师联手,通过精心绘制的变化图表,揭示了决定气泡大小的关键细节。

为了更深入地了解这一反应,他们不仅在实验室里进行了一系列的实验,还实地走遍了从加利福尼亚的死亡谷到落基山脉的派克峰顶的多个地点。

曼妥思薄荷糖与可乐的组合,因其简单、安全且成本低廉的特点(更不用说在社交媒体上的广泛流行),已经成为科学课堂上展示化学和物理原理的常用道具。

从科学原理的角度来看,二氧化碳在压力的作用下会溶解在液体中。打开瓶盖会改变这种压力,导致部分气体从溶液中逸出,并按照气体定律进入大气中。当曼妥思糖被投入可乐中时,其表面为深处的二氧化碳提供了释放的空间,从而加速了这一过程。

此前的研究已经发现,糖果外壳上的微小凹坑为微小气泡提供了绝佳的捕集位置。当这些白色圆片沉入饮料中时,它们为瓶内的二氧化碳提供了释放的空间。这些微小气泡的确切大小,一直以来都是根据糖果外壳纹理的显微图像进行估算的难题。

确保二氧化碳能够顺利离开溶液,每个气泡都需要适当的表面积以使大量气体流动。理论上讲,它们的直径需大于一微米。但过大的气泡也会占据更多空间,可能影响成核位点的数量和总流速。

由于缺乏直观的方法来捕捉气体逸出的瞬间,解决这一问题需要巧妙地利用物理关系和修正模型中的压力、体积等变量。

化学家Thomas Kuntzleman注意到,在高海拔地区,这一反应更为剧烈。于是他开始在全国范围内进行实验,从死亡谷到派克峰顶的各个不同海拔地区都留下了他的足迹。

他与合作伙伴Ryan Johnson一同在科罗拉多州的山坡上进行了实验。他们发现仅靠气压无法完全解释他们的观察结果,这促使他们推断可能存在更为精细的控制起泡作用的变量。

通过结合气压变化的数据与脱气后质量损失的测量结果,再加上不同糖果之间的对照实验,Kuntzleman和Johnson最终揭示了曼妥思糖与可乐搭配效果显著的原因。他们的研究结果表明,成核位点的宽度在2至7微米之间,这一尺寸在气泡大小和整个糖果表面成核位点的密度之间达到了良好的平衡。