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5 choses que le champagne pop et la science des fusées ont en commun

5 choses que le champagne pop et la science des fusées ont en commun

Le champagne est l'une des boissons alcoolisées les plus populaires au monde. Mais sous son placage élégant se cache des secrets fascinants et potentiellement mortels.

Il arrive aussi de partager une chose ou deux avec des fusées!

Qu'est-ce qui fait la pop du champagne?

La raison pour laquelle le champagne pop est en fait pour des raisons scientifiques fascinantes. Cela implique des vitesses élevées, une énorme baisse de pression et des gaz oscillants.

Le champagne, en bouteille, contient beaucoup de dioxyde de carbone dissous. Ce gaz dissous crée des pressions internes à l'intérieur de la bouteille qui varient en fonction de la température à laquelle le champagne a été stocké.

«Au repos», la pression ascendante du gaz de dioxyde de carbone dissous n'est pas suffisante pour vaincre la force de frottement entre le bouchon et la bouteille (ainsi que tout filet de liège qui peut être présent).

Lorsque vous commencez à tordre le bouchon, cette force de frottement est convertie du frottement statique en frottement cinétique. Les valeurs de frottement cinétique sont suffisamment faibles pour que la pression interne les surmonte.

À ce stade, le bouchon est accéléré hors de la bouteille et, s'il est laissé à lui-même, peut jaillir. Cela peut aussi être assez rapide.

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À quelle vitesse les bouchons sortent-ils d'une bouteille de champagne?

Certaines expériences à domicile ont montré que les bouchons peuvent être tirés d'une bouteille au-delà de 12 mètres par seconde. Mais pour un peu plus de rigueur scientifique, ne cherchez pas plus loin que les travaux de Friedrich Balck à l'Université technique Clausethal dans le nord-ouest de l'Allemagne.

Après avoir agité vigoureusement une bouteille de bulles, avec une pression enregistrée de 2,5 barres, il a pu expulser le bouchon à 40 kilomètres par heure ou 11 mètres par seconde.

Pas trop mal.

Quelle est la pression à l'intérieur d'une bouteille de champagne?

Comme nous l'avons déjà mentionné, la pression à l'intérieur d'une bouteille de champagne est causée par le dioxyde de carbone dissous dans le liquide. Cette accumulation de gaz est le résultat d'une fermentation secondaire dans la boisson, techniquement appelée en triage.

Au cours de ce processus, du sucre de canne et plus de levure sont ajoutés à chaque bouteille. Le sucre de canne et la levure produisent de l'alcool et également du dioxyde de carbone comme sous-produits.

C'est aussi la raison pour laquelle les bouchons de champagne sont si épais par rapport aux autres bouchons de bouteilles de vin.

Certaines recherches à ce sujet ont montré que la pression peut varier entre 4 et 6 atmosphères ou 0,41 n / mm2 à 0,62 n / mm2.

"Les sources que j'ai rencontrées variaient la pression du champagne de 4 à 6 ambiances ou en termes simples, généralement entre 60 à 90 livres par pouce carré.

Selon USA Today, une pression de cette ampleur n'est visible que sur les pneus de bus à impériale et le champagne. C'est la raison pour laquelle vous ne devriez jamais pointer une bouteille de champagne sur quelqu'un à moins que vous ne vouliez vraiment lui faire du mal. »- The Physics Factbook.

Qu'est-ce que les bouteilles de champagne éclatantes et les fusées ont en commun?

Alors, sans plus tarder, voici quelques raisons pour lesquelles le champagne et les fusées sont similaires. Cette liste est loin d'être exhaustive et ne présente aucun ordre particulier.

1. Les fusées et le champagne éclatant produisent des disques Mach

Étonnamment, un examen attentif du champagne éclatant a montré des similitudes frappantes avec les jets supersoniques - comme on le voit dans les fusées.

Des chercheurs ont récemment publié un article dans Progrès scientifiques qui a montré des preuves très claires de la formation de disques Mach similaires à celle des panaches de fusées. Les panaches ont été vus dans le jet de CO gelé2 juste au moment où la bouteille est ouverte pour la première fois.

Pour de meilleurs résultats, l'étude a révélé que les bouteilles devaient être stockées à 20 degrés Celsius. Le jet de dioxyde de carbone éjecté lors du popping a été enregistré à -90 degrés Celsius.

"Les conditions nécessaires pour créer de telles ondes de choc sont drastiques, mais dans la toute première milliseconde suivant l'éclatement du liège, toutes les conditions sont réunies", a déclaré Gérard Liger-Belair, responsable de l'étude à Decanter.com.

"La vitesse des gaz expulsés du goulot d'étranglement atteint presque Mach 2, deux fois la vitesse du son. "

Incroyable, mais il faut noter que l'expérience n'a été menée que sur des bouteilles stockées entre20 et 30 degrés Celsius pour 72 heures avant le tournage. C'est bien au-dessus de ce qui serait considéré comme la température de service idéale.

2. Les fusées et le champagne éclatant libèrent du CO2

Comme nous l'avons déjà vu, le champagne tire son pouvoir explosif du dioxyde de carbone dissous. Lorsque le bouchon est sauté, une grande quantité de ce dioxyde de carbone est libérée dans un pop explosif et délicieux.

Mais certaines roquettes génèrent également du dioxyde de carbone lorsqu'elles se frayent un chemin vers les cieux. Cependant, ces émissions sont assez négligeables par rapport aux autres modes de transport.

«L’activité fusée pourrait croître d’un facteur de 1,000 et les émissions de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau seraient encore faibles par rapport à d'autres sources industrielles », a déclaré Martin Ross, ingénieur de projet senior à la Aerospace Corporation qui étudie les effets des fusées sur l'atmosphère.Le bord dans une interview.

3. Les fusées et le champagne expérimentent la dispersion de Rayleigh

La diffusion Rayleigh, du nom de son découvreur le physicien britannique Lord John Rayleigh, est principalement une diffusion élastique de la lumière, ou autre rayonnement EM, sans changer la longueur d'onde par de minuscules particules ou d'autres médiums.

C'est cet effet qui donne au ciel sa coloration bleue puisque la lumière bleue est diffusée plus efficacement que d'autres longueurs d'onde comme le rouge. La diffusion Rayleigh est ce qui donne aux émissions d'une bouteille de champagne éclatante sa teinte bleue aussi.

Avec le champagne, cela est dû à une congélation hétérogène transitoire du CO en phase gazeuse2 sur les grappes d'eau glacée à la sortie du goulot d'étranglement.

La diffusion Rayleigh est également un outil utile pour les spécialistes des fusées.

Diverses méthodes ont été développées pour aider à comprendre la température de densité de gaz des panaches d'échappement des fusées. En utilisant un interféromètre Fabry-Perot et des lasers argon-ion, les scientifiques peuvent déterminer la température du gaz en utilisant les phénomènes de diffusion de Rayleigh.

4. Le champagne et les fusées obéissent à la troisième loi de Newton

Les fusées, au niveau très basique, fonctionnent selon le principe de la troisième loi de Newton. C'est fondamentalement le principe que "pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée".

Ainsi, en projetant des tonnes de gaz chaud par l'arrière, la fusée est propulsée dans la direction opposée (généralement vers le ciel). Une chose similaire se produit lorsque vous faites éclater une bouteille de champagne.

Comme le bouchon est expulsé à grande vitesse de l'extrémité de la bouteille, la bouteille elle-même devrait subir une réaction «égale et opposée» en s'éloignant d'elle. Bien sûr, puisque vous avez tendance à tenir la bouteille (et qu'elle est relativement lourde par rapport au bouchon), nous ne le remarquons pas vraiment.

5. Les bouchons de champagne et certaines fusées sont alimentés par des bulles

Et enfin, pour vous amuser un peu, saviez-vous que vous pouvez réellement alimenter une petite fusée faite maison en utilisant des bulles de la même manière que le bouchon de champagne?

En combinant des comprimés antiacides effervescents et de l'eau dans une fusée en papier, vous pouvez surprendre vos amis et votre famille avec la puissance de la science des fusées (et un peu de chimie).

Amusement génial.

La NASA semblait aussi aimer l'idée et a créé un petit guide pratique si vous voulez l'essayer par vous-même?


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