¿Una copa de champán perfectamente limpia y perfectamente lisa no tendría burbujas?

Tengo entendido que los sitios de nucleación de las burbujas en una copa de champán se deben a defectos en la copa o a fibras en la copa (consulte este artículo para obtener detalles sobre esa afirmación). ¿Significa esto que el champán vertido en una copa absolutamente limpia y perfectamente lisa no tendría burbujas?

Recuerdo haber aprendido en uno de mis cursos de física que la cantidad de energía necesaria para producir una burbuja era ∝ r − 2 , donde r es el radio de la burbuja. Entonces, si la burbuja comienza desde un radio cero, efectivamente se necesitaría energía infinita para formarse. Sin embargo, mi profe. Rápidamente señaló la irrelevancia de esta idea ya que todo tiene "rincones" o impurezas y nada es perfectamente liso.

Respuestas (3)

No, las burbujas se seguirán originando dentro del líquido, pero el proceso suele ser más lento. Se llama nucleación homogénea. En la naturaleza, la mayor parte de la nucleación tiene lugar en superficies, también llamada nucleación heterogénea .

Descargo de responsabilidad: esta es mi hipótesis. Cualquiera que tenga hechos reales a su disposición puede contradecirme.

No, no se formarían burbujas en el champán. La razón de esto se encuentra en el comentario de @honeste_vivere: dentro de una burbuja muy pequeña, la presión (debido a la tensión superficial) es muy grande. De hecho, para una burbuja de radio r , el área de la sección transversal es π r 2 y la circunferencia es 2 π r por lo que la presión es

PAGS = 2 π r σ π r 2 = 2 σ r

dónde σ es la tensión superficial (que tiene unidades de fuerza por unidad de longitud; por lo tanto, multiplicar por la circunferencia da la fuerza y ​​dividir por el área da la presión).

El problema con esta ecuación es que la presión se vuelve "infinita" a medida que el radio se vuelve muy pequeño. Y para una burbuja muy pequeña, esto significa que la presión sería tan grande que C O 2 es conducida nuevamente a la solución.

En otras palabras, en ausencia de nucleación, se necesita un tamaño mínimo de burbuja para que las burbujas puedan crecer, y las burbujas no pueden alcanzar ese tamaño espontáneamente. Cuando un sitio de nucleación está presente, altera el equilibrio de fuerzas para que se puedan formar burbujas.

Para el champán frío, la tensión superficial es de alrededor de 40 - 50 mN/m (fuente) . La presión dentro de una botella de champán cerrada es de aproximadamente 6 atm (fuente)_ .

Es razonable suponer entonces que si una burbuja puede llegar al tamaño en el que el exceso de presión debido a la tensión superficial es inferior a 5 atm (más la propia atmósfera hace 6), entonces crecerá sin problemas. ¿Cuál es ese tamaño crítico?

r C r i t = 2 ⋅ 50 metro norte / metro 10 5 norte / metro 2 = 1 µ metro

Esto es considerablemente más pequeño que el tamaño de una burbuja de champán "en la superficie", que es de aproximadamente 0,5 mm (misma fuente); esto tiene sentido, por supuesto, ya que la burbuja, una vez que comienza a formarse, puede seguir creciendo.

Pero, ¿puede formarse espontáneamente una burbuja de 1 µm? Creo que la respuesta es "absolutamente no". Con ese tamaño, contiene aproximadamente 1.4 ⋅ 10 7 moléculas de CO2. No creo que una fluctuación estadística pueda lograr una burbuja tan grande: la fuerza que empuja el gas hacia el líquido sería demasiado grande. Necesitas "algo" para lograr la nucleación.

Oye, ¿tuviste alguna actividad de votación sobre esta pregunta hoy? (Acabo de recibir 4 votos negativos falsos en algunos sitios)
@AlecTeal No, nada. No puedo explicar lo que te pasó, lo siento. La "votación negativa en serie" generalmente se detecta y se revierte automáticamente, aunque si ocurre en varios sitios, puede permanecer por debajo del umbral de detección. Estas cosas a veces suceden en SE. Encogerse de hombros y seguir adelante es el mejor consejo que puedo darte. Pero sé que apesta cuando sucede. He estado allí yo mismo.
Gracias por la respuesta (sé que está realmente fuera de tema) si persiste (en todos los sitios), ¿puedo informarlo? ¿Crees? ¿Ayuda si ya tengo una teoría de quién podría ser?
Puede marcar una de las respuestas negativas para la atención del moderador y describir el problema que ve (en el comentario de la marca). Por cuatro votos negativos, es poco probable que tomen medidas; si continúa, es posible que lo hagan. Buena gente, nuestros moderadores. Pero ocupado.
Argumento ingenioso. Existe un obstáculo similar (a la inversa) para la formación de gotas de niebla cuando se enfría el aire húmedo. Para probar la improbabilidad extrema, puede estimar la barrera de energía y compararla con kT .

Solo para agregar a la respuesta existente:

Si pones una menta en bruto en una bebida carbonatada, hace erupción, esto es nucleación, los cráteres forman "sitios de nucleación" donde se pueden formar burbujas, lo mismo sucede con el elemento metálico dentro de una tetera.

Sin embargo, si coloca agua en el microondas en un vaso de vidrio limpio, no hervirá. NO INTENTE ESTO , pero si deja caer algo en el agua muy caliente, se pueden formar burbujas en ese objeto y escupirá agua caliente y vapor por todas partes.

En el agua no hay nucleación "homo" (igual), hay hetero (diferente) entre la cosa que dejas caer y el agua.

Con champán (y, de hecho, Shweps Lemonade) y probablemente Pepsi Max y una gran cantidad de otras bebidas gaseosas, si golpea suavemente el vaso contra la mesa, las burbujas se desprenderán del costado y podrá ver el interior del líquido. observe que las burbujas parecen surgir de la nada, en el líquido en sí, esto prueba que no necesita la nucleación heterógena, por ejemplo, ya que el líquido es claramente capaz de emitir burbujas.

En realidad, esto tiene que ver con presiones parciales del gas, hay dióxido de carbono disuelto en el líquido que no quiere estar allí, dentro de la botella la presión lo mantiene adentro (es "más fácil" permanecer en el líquido que no ), por lo que no burbujeará cuando agite una botella, sin embargo, abra la botella una vez que hará espuma la próxima vez y así sucesivamente.

Esta es más una respuesta basada en evidencia, espero que ayude.

Acabo de recibir un voto negativo hoy, unos 8 meses después, ¿alguna idea de por qué?
Creo que las burbujas de "ninguna parte" que describe en realidad se están formando en sitios de nucleación microscópicos (partículas en el líquido). Que no los veas no significa que no estén ahí.
¿Una copa de champán perfectamente limpia y perfectamente lisa no tendría burbujas?
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