لماذا تخرج الكولا غازات عند إضافة السكر إليها؟
11/05/2004
تاريخ
عند إضافة السكر إلى الكولا لماذا يتصاعد الغاز الكربوني؟ طرح أحد التلاميذ هذا السؤال في الفصل وحاولت جاهدة دون جدوى الإجابة. فشكراً على إفادتي بهذا لأمر.
25/05/2004
تاريخ
أعتقد أن الكوكا كولا متشبعة بالغاز الكربوني أثناء التصنيع والتعليب، مما يعني احتوائها على أكبر نسبه من هذا الغاز القابل للذوبان. في الهواء الطلق، يزيد ضغط الغاز الجزئي في هذا السائل عنه في الهواء. وإضافة السكر يجب حتماً أن تتسبب "فيزيائياً" في تصاعد الغاز تماماً مثل مفعول الملح أو الرمل... وتلاحظ هذه الظاهرة عند تقليب الشمبانيا و حتي بعد إضافة مسحوق السكر.
لماذا تخرج الكولا غازات عند إضافة السكر إليها؟
25/05/2004
تاريخ
الإجابة ليست سهلة ... نظراً لوجود عدة ظواهر تبرر هذا الفوران. الأمر الأول، للعلم هو أن الصودا التي تفور مثلها في ذلك مثل النبيذ الفوار متشبعان بدرجة مفرطة جداً بثاني أكسيد الكربون. تذوب الغازات في الماء ويتناسب تركيز الغاز القابل للذوبان تناسباً كبيراً مع الغاز المتصل بالسائل. قد يتشبع السائل بالغاز بصورة مفرطة بثاني أكسيد الكربون مثلاً)، وذلك بإضافة ضغط غازي شديد كما هو الحال مثلاً في الصودا تعادل بعض البارات (درجات لقياس الضغط)، حيث تذوب كمية كبيرة من ثاني أكسيد الكربون. وبتوقف هذا الضغط، بتعريض السائل للهواء مثلاً (حيث يساوي ضغط ثاني أكسيد الكربون 0.00035 بار)، يزيد تشبع السائل عن الحد الأقصي ، حيث يزيد احتوائه على الغاز أكثر مما يجب أن يحتويه في ظل هذه الظروف، ويميل الغاز إلى التسرب وهو ما يتم بالفعل. وبعد ذلك يرجع الأمر كلياً (أو جزئياً) إلى مسالة السرعة التي يتم بها تصاعد الغاز. وفي الحقيقة، على الرغم من ميل الغاز إلى التسرب، إلا أن ذلك الأمر ليس سهل الحدوث. فباستثناء جزيئات الغاز التي توجد على سطح السائل، يجب اجتياز كل كثافة الصودا وذلك دون تكوين فقاعات، بالانتشار، الأمر الذي يتطلب ساعات. من الأسرع جداً تكوين فقاعات تتلاشى عند السطح. ولكن لتكوين الفقاعات يجب على الغاز أن يقوم بتفريق السائل لعمل جيوب، غير أن السوائل لا تفضل كثيراً ما يجعلها تتباعد حيث تتجاذب جزيئات السوائل مع بعضها البعض مما يعطيها صفة السوائل وليس الصفة الغازية. ويظل الأمر الأكثر صعوبة أمام الغازات هو عمل فقاعة دقيقة، ذلك لأن كلما كانت الفقاعة صغيرة كلما زادت النسبة بين سطحها (أي التباعد الذي يتعرض له السائل) وحجمها (أي عدد جزيئات الغاز التي تسعى إلى تكوين الفقاعة). وبمجرد تكون الفقاعة الدقيقة، يصبح من الأسهل تكبيرها حيث تكون هذه النسبة مواتية لها بصورة أكبر. في الواقع،يمكن أن نوضح بالحساب أو بالتجربة أنه يستحيل أصلاعلى الغاز وحده تكوين فقاعات دقيقة داخل سائل صافي تماماً، إلا بالوصول إلى مستويات تشبع مفرطة تتماشى مع كميات الضغط الهائلة! وفي النهاية وجود "النوى" (النواة) التي تكون الفقاعات وتلتف حولها هو الذي يسمح للصودا الفوارة والنبيذ الفوار بتكوين رغوته. وقد تكون هذه النوى عبارة عن أتربة (مثل تلك التي توجد على حواف الزجاج)، أو فقاعات غازية (مثل تلك التي نكونها بتقليب الزجاجات؛ وهي طريقةيستعملها أبطال سباقات السيارات)، أو سكر (أو غيره من المساحيق)! كما توجد طرق أخرى لإحداث الفوران، الضرب على جانب الزجاجة (الأمر الذي ينجح مع النبيذ)، حيث تقوم الموجات الصوتية موضعياً بخلق مناطق فائقة الضغط/منخفضة الضغط وسط السائل وذلك على المستوى الميكروسكوبي مما يتسبب في تصاعد الغاز.