Warum sprudelt Soda, wenn es auf Eis trifft?

Ich habe gelesen, dass die Temperatur des Sodas es ihm erlaubt, es zu enthalten CO 2 : kälter bedeutet, dass es seine Blasen besser behalten kann.

Also, warum sprudelt Soda, wenn es auf Eis trifft?

Wenn überhaupt, sollte das Soda, weil es kälter gemacht wird, sein Gas besser behalten, wie oben beschrieben. Das Eis entzieht dem Soda Energie und gefriert. Wird das Erhitzen, nicht das Gefrieren, das Gas nicht entweichen lassen, oder ist es keine Energiefrage?

Ich denke, die Hauptursache ist, dass die Eiswürfel beim Einwerfen etwas Luft in das Soda drücken. CO2-Blasen platzen und Luft und CO2 strömen fast sofort aus der Soda.
Ich bezweifle, dass es sich aus den oben genannten Gründen um etwas streng Thermisches handelt. Ich bezweifle auch den Vorschlag von PPG, da ich gesehen habe, wie Soda durch Zugabe einiger kleiner Eiswürfel plötzlich gigantische Mengen an Schaum erzeugt (die Eiswürfel ziehen nicht so viel Luft mit sich). Ich wette auf eine Art Nukleationsphänomen, aber ich bin sicher, dass jemand eine endgültige Antwort posten wird.
Es hat eindeutig etwas mit Keimbildung zu tun. Eine Google-Suche nach Nukleation und Kohlendioxid liefert eine Fülle von Informationen darüber. Es scheint, dass das Einbringen jeglicher Art von Feststoffen mit einer unebenen Oberfläche in eine Soda aufgrund von Keimbildung zu Blasenbildung führt. Ich kann anscheinend nichts finden, was erklärt, warum die Keimbildung auf Eis stärker ausgeprägt ist als auf anderen Feststoffen. . .

Antworten (2)

Dies ist nicht die endgültige Antwort, auf die DumpsterDoofus gehofft hat, da ich keine wissenschaftlichen Veröffentlichungen nennen kann - sie müssen existieren, aber ein schnelles Google hat nichts von einer seriösen Zeitschrift gefunden, obwohl es viele Blogartikel gibt.

Obwohl die Kohlendioxidlösung in Soda übersättigt ist, gibt es eine Energiebarriere für die Erzeugung einer Blase. Dies liegt daran, dass die Energie, die durch die Bildung einer Blase freigesetzt wird, mit dem Blasenvolumen skaliert, aber die Grenzflächenenergie, die erforderlich ist, um die Gas-Wasser-Grenzfläche zu erzeugen, mit der Blasenfläche skaliert, sodass die Gesamtenergieänderung in etwa so aussieht:

Δ E = − EIN r 3 + B r 2

wo EIN und B sind Konstanten und r ist der Blasenradius. Typischerweise sieht die Energieänderung etwa so aus:

Blasenkeimbildung

Das Erstellen einer kleinen Blase kostet also tatsächlich Energie und schafft eine Barriere, die Sie überwinden müssen, damit die Blase wachsen kann.

Die Energiebarriere kann verringert werden, wenn es einen Keim gibt, auf dem die Blase Keime bilden kann. Wenn Sie Soda in ein Glas gießen und schauen, woher die Blasenströme kommen, werden Sie wahrscheinlich feststellen, dass die Blasen von einigen Stellen auf der Innenseite des Glases kommen. Hier erhöhen Defekte auf der Glasoberfläche die Keimbildungsrate.

Glas ist sogar auf atomarer Ebene eine sehr glatte Oberfläche, da die Oberfläche beim Abkühlen des Glases aushärtet, sodass es keine hohe Defektdichte aufweist, um Keimbildungspunkte bereitzustellen. Im Gegensatz dazu ist Eis keine glatte Oberfläche. Es hat viele kleine Risse in der Oberfläche, und die thermische Belastung durch das Hinzufügen von Eis zu (relativ) heißem Wasser wird es weiter reißen. Alle diese Defekte stellen viele Stellen für die Keimbildung bereit und verstärken die Blasenbildung beträchtlich.

Viele andere Materialien werden dasselbe tun. Angeblich tut es Watte (obwohl ich es nie versucht habe), Salz tut es und die meisten spektakulären Pfefferminzbonbons (Google - Sodabombe für Details!).

Man kann sehen, dass die Temperatur nicht der Hauptfaktor ist, wenn das Eis durch etwas anderes bei Raumtemperatur ersetzt wird. Zucker hat eine Wirkung und Instantkaffee (Pulver), der zu Pop hinzugefügt wird, hat eine enorme Wirkung. Sie können leicht alles verschütten, wenn Sie nicht aufpassen. Die Körner haben eine sehr hohe Porosität, nehme ich an. Ähnliche Wirkung, wenn Sie Zucker oder Kaffee zu überhitztem Wasser in der Mikrowelle hinzufügen.
@nasu Die kleinen Partikel funktionieren wirklich gut, weil sie eine extrem große Oberfläche haben. Viele Stellen, an denen es reagieren kann, und die Tatsache, dass sie wahrscheinlich nicht auf Wasser basieren, macht sie wahrscheinlich noch besser bei der Keimbildung. Auf der anderen Seite gab es zuvor eine interessante „Antwort“, die einen Kommentar verdient zu haben schien. Wenn Sie den Eiswürfel zuerst in warmem Wasser schmelzen, damit er glatt ist, entstehen viel weniger Blasen. Dies verstärkt die Antwort weiter.

John Rennies Antwort ist ziemlich gut. Ich möchte nur hinzufügen, dass der Grund für die Energiekurve die unterschiedlichen Kräfte zwischen benachbarten Molekülen sind. Und das bedeutet unterschiedliche potentielle Energien. H2O - H2O und CO2 - CO2 sind energetisch günstiger als H2O - CO2

CO2 - CO2 befindet sich im Inneren einer Blase. Der Energieabfall ist proportional zur Anzahl der Moleküle, oder r 3 .

An der Oberfläche der Blase befindet sich H2O - CO2. Die Energiekosten sind proportional zu r 2 .

Das Eintropfen einer dritten Substanz in die Soda kann die Keimbildung unterstützen, wenn 3rd - CO2 energetisch günstiger ist als H2O - CO2. Ein Teil der teuren Blasenoberfläche wird durch eine billigere Oberfläche ersetzt. Eine kleinere Blase überwindet die Energiebarriere. Der Effekt wird verstärkt, wenn sich die Blase in einer Spalte bildet.

Ich kann nicht erklären, warum Eis die Keimbildung unterstützt, es sei denn, die Kristallstruktur von Eis senkt die Energie relativ zu flüssigem Wasser.

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