Дэйв Зобель - Теория Большого взрыва. Наука в сериале

Новая машина с газомотором

Развлекательный портал EepyBird широко известен своими зрелищными демонстрациями эффекта кока-колы и Ментоса. Они устраивали целые шипяще-бурлящие балеты из сотен и даже тысяч бутылок газировки.

В 2010 году они создали видео «машины-ракеты»: передняя часть горного велосипеда была приварена к небольшому прицепу. На трейлере были аккуратно размещены 108 бутылок не диетической колы, а «нулевой» (Coke Zero – ее практически идентичная копия в более мужественной упаковке  [40] Создатели видео сознательно выбрали Coke Zero вместо диетической колы. Маркетинговое исследование показало, что мужчинам больше по нраву слово «зеро», чем «диета». Маркетинговое исследование также показало, что женщины считают идею создания машины с газмотором абсолютно идиотской. ). Каждая бутылка была заряжена шестью драже Ментос и подведена к сооружению из поливочных труб. «Мотор» приводился в действие с помощью хитрой веревочно-рычаговой конструкции, которая выпускала все 648 драже Ментос одновременно.

Несмотря на то что первичный толчок длился всего несколько секунд, машина прокатилась еще 67 метров (220 футов, 1/ 24мили или 1/ 3фарлонга), оставляя за собой характерный ручеек из нулевой колы. Год спустя EepyBird побили собственный рекорд, используя машину полегче и только половину бутылок.

Слухи о том, что в Северной Корее разрабатывают крылатые ракеты на 7UP и конфетах Pop Rocks, не подтвердились.

Неизвестно, кто был первооткрывателем феномена Ментос и газировки или кто первым подставил соседа по комнате, сунув конфетку в бутылку. Но как только вы испытали данное явление, то сразу у вас возникают вопросы:

• Какой напиток пенится лучше всех?

• Зависит ли эффект Ментос от его вкуса?

• Какой метод добавления драже в газировку наиболее эффективен?

• Что лучше: быстрое взрывное извержение, оставляющее половину жидкости в бутылке, или более медленная реакция, опустошающая ее полностью?

Вопросы подобного рода – это гарантия того, что нам всегда будут нужны физики-экспериментаторы  [41] В один из моментов Радж и Стюарт снимают напряжение трудного эмоционального дня бодрящими напитками, а у кассы видна притаившаяся пачка Ментос. Очевидно, что эти двое готовятся к небольшому эксперименту. («Переменная для свиданий» (сезон 6, эпизод 1)). .

Доктор Тоня Ши Кофи из Аппалачского университета Северной Каролины возглавила исследование своих студентов по процессам, лежащим в основе этой реакции. Результаты были опубликованы в «Американском журнале физики» – со всеми таблицами, фотографиями с использованием электронно-сканирующего микроскопа и детальным анализом. Молодые исследователи приняли проблему довольно близко к сердцу, учитывая впечатляющее количество факторов, таких как скорость попадания драже в газировку, угол распыления, производитель напитка и срок его годности. Они также выработали очень креативный спектр изменяемых параметров.

• Жидкость: газировка, сельтерская или тоник; диетическая или с содержанием сахара; с кофеином или без.

• Драже: мятные или фруктовые Ментос, мятные драже производства Wrigley’s; несъедобные объекты, такие как песок, кремнекислая соль, морская соль и пищевая сода.

• Форма драже: целиком или крошкой.

• Температура: жидкость комнатной температуры, подогретая или охлажденная.

Как и ожидалось, их результаты подтвердили важность состояния драже и способ их подачи. Чем быстрее погружается драже, тем больше растворенного CO 2контактирует с его поверхностью за меру времени и тем ниже вероятность преждевременного извержения из бутылки. Видеоанализ целого драже показывает, как оно пулей проходит через жидкость. Ментос, измельченный в пудру, опускается гораздо медленнее, создавая гораздо более слабый эффект, несмотря на гораздо бо́льшую площадь соприкосновения.

Студенты также обнаружили, что диетическая газировка выплескивается сильнее, чем напитки, содержащие сахар. Наиболее вероятное объяснение в том, что сладкая вода, обладающая более высоким поверхностным натяжением, более устойчива к формированию пузырьков. (И это к лучшему, так как налет от сладкой газировки более вязкий и его сложнее отмывать. Липкий сахар также привлекает вредителей, что тоже нужно принимать во внимание, если ваши навыки уборки развиты на уровне второкурсника физического факультета  [42] Тоня Ши Кофи . Диетическая Кола и Ментос: что на самом деле стоит за этим физическим изменением? // Американский журнал физики, 76, no. 6 (2008): 551–557. .)

Ответы на вопросы, которые никто не задавал

Вам не кажется глупым, что кто-то занимается изучением Ментос? Может быть, эти студенты только зря изводили сладости, без всякой практической пользы?

В этом разница между фундаментальными исследованиями (получение знания ради него самого) и прикладными (проводящимися с какой-то практической целью). Важно лишь полученное знание, а не мотивация. Возможно, в будущем кто-нибудь и найдет применение ракеты типа Ментос. И когда настанет этот день, чем больше мы будем знать о том, почему и как она работает, тем лучше.

Неожиданным результатом стало то, что Ментос показали себя лучше, чем драже Wrigley’s Life Savers. Под микроскопом последние выглядели гораздо шероховатее и должны были предоставить больше очагов образования пузырьков CO 2. Ответом оказался гуммиарабик, присутствующий в покрытии Ментос и отсутствующий в Life Savers. Гуммиарабик увеличивает формирование пузырьков за счет снижения поверхностного натяжения газировки.

Еще одним сюрпризом стало то, что несмотря на то, что фруктовые Ментос имеют более гладкую поверхность, чем мятные, они дают лучший результат. Микроскоп выявил многочисленные трещинки на поверхности фруктовых драже, оголяющие еще более шершавую внутренность конфетки. Плюс ко всему фруктовое покрытие растворяется гораздо быстрее мятного. Чтобы заставить газированную жидкость бить ключом из бутылки, можно использовать разнообразные предметы, но – специально или случайно – Ментос объединяет впечатляющее количество преимуществ в одной упаковке. Тому, кто разработает более эффективное драже по вытеснению жидкости, будет вручена Нобелевская премия.

Но в то же время за обыкновенным «просто добавь Ментос в диетическую колу» стоит гораздо больше, чем может прийти в голову Пенни. Только составление списка необходимых материалов может занять у ребят весь вечер.