샴페인 한 병에서 초음속 충격파 발사 시작

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새로운 연구에 따르면 거품이 많은 병을 찌르면 전투기의 초음속 배기와 같은 충격파가 발생합니다.

샴페인 코르크의 스플릿-초 팝은 병의 목에 오래 붙어있는 고압 가스의 빠른 탈출에 의해 생성됩니다. 현재 연구진은 고속 사진을 사용하여 그 상징적 인 팝의 배후에있는 화학 물질을 시각화했습니다.

실험을 위해 6 개의 샴페인 로제 병을 구입했으며이 중 2 개는 3 일 동안 섭씨 30도 (화씨 86도), 20도 (68도)에서 보관했습니다. 이 병은 이전에 42 개월 동안 숙성되었으며, 알코올 발효의 일종 인 "prise de mousse"를 겪고 있습니다. 이 과정에서 효모는 설탕을 먹여 이산화탄소를 만들어 샴페인에 피지를 뿌립니다.

그런 다음 연구원들은 고속 카메라를 사용하여 코르크가 터지는 순간을 기록했습니다. 고속 카메라는 뱅을 기록한 마이크에 연결되어 카메라가 일련의 사진을 찍도록 트리거했습니다.

코르크 마개가 샴페인 병을 떠날 때 "마치 디스크"라고하는 눈에 띄는 충격파가 형성됩니다. (이미지 크레디트 : Equipe Effervescence / CNRS / Université de Reims)

과학자들이 본 내용은 다음과 같습니다. 병에서 코르크가 튀어 나왔을 때 병 목에 오랫동안 갇혀 있던 이산화탄소와 수증기를 빠르게 확장하여 격렬하게 밀었습니다. 이 갑작스러운 압력 변화로 인해 이산화탄소와 수증기가 얼음 결정체로 냉각되어 코르크와 함께 흐려진 안개로 응축됩니다.

그러나 놀랍게도, 연구진은 코르크 팝의 1 밀리 초 내에 병 내부의 압력이 급격히 떨어지면 "매크 디스크"라고하는 충격파가 발생한다는 것을 발견했다. 전투기의 배기에서도 생성되는이 마하 디스크는 탈출 가스가 음속의 2 배 이상으로 매우 빠르게 공기 중으로 팽창하기 때문에 형성됩니다. 병의 압력이 정상으로 돌아 오면 빨리 사라집니다.

Mach 디스크는 또한 McDonnell F-15E Strike Eagle과 같은 전투기의 초음속 배기구에서도 형성됩니다. (이미지 크레디트 : 미 공군 / 항공 공군 Matthew Bruch)

프랑스의 랭스 샹파뉴 아르덴 대학교 (Reims Champagne-Ardenne)의 화학 물리학과 교수 인 제라드 라이거-벨레 어 (Gérard Liger-Belair)는 이러한 마하 디스크의 형성은 "놀라운 일이었다"고 말했다. "물리학은 이미 항공 우주 공학에서 알려져 있지만 샴페인 과학에서 모두는 아닙니다."

더욱이, 연구원들은 실온에 저장된 병이 더 높은 온도에 저장된 병과는 상당히 다른 "팝"을 생성한다는 것을 발견했습니다.

이산화탄소는 고온에서 덜 용해되기 때문에, 따뜻한 온도에서 저장되는 병의 목에 앉아있는 가스의 양이 더 많습니다. 따라서 30 ° C에 저장된 병 내부의 가스는 20 ° C에 저장된 것보다 더 큰 압력을받습니다. 30 ° C 병에있는 코르크가 풀리면 압력과 온도 강하가 더 차가운 온도에 저장된 병보다 높습니다.

더 뜨거운 병은 큰 얼음 결정을 생성하며, 그 결정이 회백색 안개 인 빛을 산란시키는 방식 덕분입니다. 한편, 실내 온도 병은 더 작은 얼음 결정을 생성하여 더 푸른 안개를 형성합니다. Liger-Belair는 "단지 샴페인이나 스파클링 와인 한 병에 숨겨져있는 아름다운 과학에 감동을받을 것"이라고 말했다.

그 결과는 Science Advances 저널에 9 월 20 일에 출판되었다.

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