|
Пэт Донкастер (Корк, Ирландия) Побулькаем?Если опрокинуть наполненную жидкостью бутылку и начать ее выливать, то когда жидкость выливается быстрее — в начале, в конце, в середине процесса либо когда жидкость начинает булькать? И чем объяснить то, что жидкость выливается из бутылки с неравномерной скоростью? Рэнди Барон (Базель, Швейцария) Вода, вытекающая из опрокинутой вверх дном бутылки, не имеет свободной поверхности и поэтому должна замещаться чем-то еще, поскольку жидкость с изменением давления фактически не расширяется и не сжимается. В случае с пластиковой бутылкой, имеющей тонкие стенки, сокращение объема возмещается путем сжатия стенок бутылки под давлением воздуха, что поначалу и происходит. Затем требуется еще один механизм возмещения, который в случае со стеклянной бутылкой должен вступать в действие немедленно: поступление пузырьков воздуха через горлышко бутылки. По существу, пузырьки и вода поступают и выходят из бутылки по очереди, что и создает булькающий эффект. Ha скорость потока влияют два других важных фактора. Во-первых, если над жидкостью в бутылке скопилось достаточное количество газа, этот газ расширяется и занимает объем вытекающей воды. Данный процесс продолжается до тех пор, пока сила пониженного давления газа не станет равной весу оставшейся жидкости. Затем вновь начинается бульканье. Во-вторых, если перед опорожнением бутылку вращать, в жидкости возникнет завихрение и она станет переливаться через горлышко, освобождая относительно свободный проход к центру для потока воздуха. По сути, медленно вращая бутылку перед тем, как вылить из нее жидкость, можно создать в сосуде настоящий торнадо. Данные эффекты играют важную роль в промышленных сепараторах, называемых гидроциклонами, которые имеют форму перевернутой бутылки из-под молока. В эффективности этих аппаратов можно легко убедиться, понаблюдав за движением отделяющейся от дна жидкости. Ее поток имеет форму спирали, конуса или веточки. Мартин Питт (химико-технологический факультет Шеффилдского университета, Великобритания) К сведению барменов: небольшой опыт, проведенный в лаборатории журнала «New Scientist», подтверждает, что вода из бутылки, под каким бы углом ее ни держали, выливается быстрее, если бутылка полная, потому что в этом случае давление на жидкость в области горлышка самое сильное. Чтобы быстро вылить все содержимое бутылки, не опрокидывайте ее вверх дном, а держите под углом. Это более эффективный способ, потому что в этом случае удается избежать бульканья, которое замедляет проход жидкости через горлышко бутылки. Если хотите еще больше ускорить процесс, последуйте совету Мартина Питта: покрутите бутылку и затем опрокиньте вверх дном, продолжая быстро вращать ее вокруг оси. Мы выяснили, что, если перевернуть бутылку вина объемом 750 мл вверх дном, можно опорожнить ее за 9,9 секунды, а если держать ее под углом в 45° — за 8,1 секунды. Если взболтать жидкость в бутылке так, чтобы у горлышка образовалось завихрение, что позволит воздуху с самого начала проникать в сосуд и замещать жидкость, время опорожнения сократится до 7,7 секунды. Во всех случаях интенсивность опорожнения бутылки снижается по мере того, как падает высота напора воды над горлышком. Если разделить объем воды в бутылке на три равные части, то первый, второй и третий объемы из перевернутой вверх дном бутылки выльются соответственно за 2,5, 3,5 и 3,8 секунды; из бутылки, которую держат под углом, — за 2,0, 2,4 и 3,7 секунды; из взболтанной бутылки — за 2,0, 2,3 и 3,3 секунды. Технику взбалтывания можно освоить в совершенстве, но не рекомендуется перед наливанием взбалтывать пиво и прочие напитки, содержащие газ. — 60 —
|