打开香槟酒瓶塞会产生超音速冲击波

打开香槟酒瓶塞会产生超音速冲击波

自从欧洲人在文艺复兴时期开始饮用香槟酒以来,香槟(或起泡酒,如果不是产自法国北部地区)喝起来总是会发出砰砰。最早的几瓶香槟酒可能是意外产生的:发酵时间过长后,葡萄酒冒泡了。有些香槟酒积聚了太多压力,以至于爆炸了。

但当唐培里侬和其他葡萄酒鉴赏家驯服了香槟酒之后,香槟就变成了气泡酒。香槟酒在咆哮的二十年代真正流行起来,当时富人偷偷地用镀金的阿亚拉和佩里耶酒瓶往他们的高脚杯里倒酒。如今,人们又开始用长笛杯喝酒,这样更能展示碳分子的舞动。

当然,喝香槟的乐趣之一在于开瓶的过程。拆开铁丝笼的紧张感。砰的一声,随之而来的是一股股泡沫酒水喷涌而出。如释重负的笑声(尽管你已经这样做了数百次)。所有这些戏剧性都来自超音速流引发的毫秒级反应。

《流体动力学物理学》杂志上发表的一项研究中 上个月,来自法国和印度的工程师模拟了香槟开瓶后产生的气体冲击波。研究人员此前曾使用高速摄像机了解香槟开瓶后二氧化碳和液体的喷射速度。但该团队进行了更深入的挖掘,以分解香槟“与软木塞的相互作用、从瓶中逸出的气流的极不稳定特性以及物质几何形状的连续变化”,他们在论文中写道。

他们了解到,气泡的弹道非常强大,甚至可能很危险。当香槟酒瓶上的软木塞被拔出时,气流会缓慢地渗出,不会形成强烈的图案。但在拔出软木塞的那一瞬间,气流会爆发,在瓶颈顶部达到超音速。随着气体和压力的涌出,它们会消散成皇冠状的冲击波(或马赫钻石),类似于火箭发射时产生的冲击波。最后的冲击波看起来更柔和、更分离,很可能是二氧化碳和水蒸气与软木塞相互作用的连锁反应。

这些发现可能对电子产品、潜水器甚至军用级武器的开发有用。“我们希望我们的模拟能为研究人员提供一些有趣的线索,他们可能会把一瓶典型的香槟酒当作一个微型实验室,”这项研究的共同作者、雷恩物理研究所的罗伯特·乔治斯告诉 phys.org。接下来他说他的团队可能会探索不同的温度和瓶子形状如何影响冲击波。

目前还不清楚军刀会如何改变这一超音速序列。但请记住,始终将香槟酒瓶远离自己和他人:这基本上就是你发射的微型导弹。

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