Вчені розгадали таємницю звуку відкривання пляшки пива

Unsplash

Дослідник німецького Геттінгенського університету та поціновувач домашнього пива Макс Кох експериментально попрацював над науковою проблемою, яка здавна цікавить людство.

Вчений використав високошвидкісну камеру, щоб зафіксувати, що відбувається під час відкриття пляшки домашнього пива з поворотною кришкою. Після цього він з колегами вирішив розширити домашній експеримент та дослідити акустичний і фізичний боки явища. Дослідження опубліковане в Physics of Fluids.

Група виявила, що звук відкриття пляшки під тиском — це не одна ударна хвиля, а дуже швидкий звук типу «ах». Високошвидкісні відеозаписи зафіксували конденсацію всередині горла пляшки у рідині, яка вібрувала вгору та вниз у стоячій хвилі. Ці записи, а також високоточні аудіозаписи та моделювання динаміки рідини підтвердили, що ця хвиля є джерелом звуку «ах».

«Частота звуку набагато нижча, ніж резонування, якщо подути на повну пляшку, як у свисток. Це викликано раптовим розширенням вуглекислого газу та повітряної суміші в пляшці, а також сильним охолоджувальним ефектом приблизно до -50 °C, яке зменшує швидкість звуку. Децибели, які випромінюються, високі — у горлі пляшки звук такий само гучний або навіть голосніший, ніж турбіна літака в радіусі 1 м, але це триває недовго», — пояснює Кох.

Після відкриття пляшки всередині починає виділятися розчинений вуглекислий газ, що призводить до підвищення рівня рідини. Рух пляшки також спричиняє плескання рідини. Крім того, передача імпульсу кришки, яка вдаряється об скло краєм після відскоку, також може спровокувати фонтанування через посилене утворення бульбашок.

Кадр високошвидкісного запису відкривання пляшки домашнього пива / Макс Кох

«Було складним завданням пояснити низьку частоту звуку «ах» під час відкриття, та знайти просту модель для пояснення значень. Одна річ, яку ми не змогли розв’язати, полягає в тому, що наше числове моделювання показало початковий сильний пік акустичного випромінювання перед коротким резонансом «ах», але цей пік був відсутній в експерименті», — розповідає Кох.

Дослідник жартує, що ще однією великою проблемою було підтримання точності експерименту під час споживання домашнього напою. Автор новини відчуває, що ввечері п’ятниці експеримент потребує негайної перевірки.