Під час дослідження, проведеного в Геттінгенському університеті, вчений Макс Кох, який є також поціновувачем домашнього пива, звернув увагу на наукову проблему, пов’язану з характерним звуком, що виникає під час відкриття пляшки пива з поворотною кришкою.
Про це розповідає ProIT
З метою вивчення цього явища, дослідник використав високошвидкісну камеру, яка дозволила зафіксувати процес відкриття пляшки. Після первинних експериментів Кох і його колеги вирішили розширити свої дослідження, зосередившись на акустичних і фізичних аспектах цього звуку. Результати їхньої роботи були опубліковані в науковому журналі Physics of Fluids.
Дослідження звуку відкривання пляшки
Вчені виявили, що звук, який виникає під час відкриття пляшки, є не просто одноразовою ударною хвилею, а складається з швидкого звуку типу «ах». Високошвидкісні відеозаписи показали, що всередині горла пляшки відбувається конденсація рідини, яка вібрує вгору та вниз, формуючи стоячу хвилю. Ці спостереження, разом із точними аудіозаписами та моделями динаміки рідини, підтвердили, що саме 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.
Вплив відкриття на рідину
Після відкриття пляшки, розчинений вуглекислий газ починає виділятися, що призводить до підвищення рівня рідини. Рух пляшки також викликає плескання рідини. Крім того, об удар кришки об скло може спровокувати фонтанування через інтенсивне утворення бульбашок.
Вчений зазначає, що було досить складно знайти просту модель для пояснення низької частоти звуку «ах». Як стверджує Кох, їхнє числове моделювання продемонструвало початковий сильний пік акустичного випромінювання перед коротким резонансом «ах», але цей пік не був зафіксований під час експерименту.
Кох також жартує, що підтримка точності експерименту під час вживання домашнього пива стала ще одним викликом. Він із гумором зазначає, що для перевірки результатів експерименту необхідно провести ще одну серію тестів у п’ятницю ввечері.
