Защо като разклатим бутилка с газирано, тя гръмва?

Често изтъкваната причина за това е, че разклащането на бутилката води до повишаване на налягането. Но това обяснение малко няма смисъл – бутилката е затворена система и единственият начин да се увеличи налягането в нея е да се свие в по-малка форма или пък да се добави по-голямо налягане, като се отвори бутилката и се вкара повече течност или въздух вътре.

Какво тогава се случва?

Бутилките с газирана напитка са под налягане над атмосферното, а „газировката“ идва от разтворения в течността въглероден диоксид.

„Карбонизацията включва разтваряне на безцветния и безароматен въглероден диоксид – CO₂ – в течност. Когато той се добави към затворена бутилка или кен с вода, налягането в тях се увеличава и диоксидът се разтваря в течността“, обяснява Майкъл У. Кроудър, професор по химия и биохимия в Университета в Маями, в статия за The Conversation.

„СО₂ над течността и разтвореният в течността СО₂ достигат химическо равновесие. Химическото равновесие по същество означава, че скоростта, с която CO₂ се разтваря в течността, е равна на скоростта, с която CO₂ се освобождава от течността. То се основава на количествата CO₂ както във въздуха, така и в течността.“

Отварянето на бутилката води до спадане на налягането във въздуха над течността, за да съответства то на околната среда. В този момент въглеродната киселина (H₂CO₃) се превръща обратно в CO₂ и газът изплува на повърхността.

Колко бързо изтича CO₂, зависи от площта на повърхността на течността. Например ако сипвате директно на дъното на чаша, това увеличава драстично площта на повърхността на течността в сравнение със стандартното сипване по стената на чашата. Така резултатът е, че внимателното сипване ще запази газираното по-дълго време.

Когато разклащате бутилка с газирана напитка, всъщност правите така, че газът в бутилката над течността да се смеси с нея. Тъй като течността вече е максимално наситена, CO₂ не може да се разтвори в нея и вместо това образува мехурчета по цялата бутилка. Тези мехурчета увеличават площта на повърхността на течността.

„Без разклащане единствената открита повърхност е в гърлото на бутилката. Но ако се разклати, мехурчетата се вкарват в течността и повърхността става много голяма, тъй като всяко мехурче вече представлява граница между течност и газ„, обяснява Джо Шварц от Бюрото за наука и общество на Макгил. „Разтвореният въглероден двуокис бързо се изпарява във всяко мехурче, което води до разширяване на мехурчетата и именно така се получава това пръскане, когато отворим бутилката.“