• Thursday May 23,2019

Warum sinkt Bubbles in Guinness?

Anonim

Wenn Sie sich ein gutes Glas Guinness einschenken, läuft Ihnen nur eines durch den Kopf, oder? Wenn sich das Gebräu festsetzt, warum sinkt die Luftblase ab, anstatt aufzustehen ?!

Okay, die „Guinness-Kaskade“ war vielleicht nicht Ihr Hauptanliegen, aber die Schwerkraft trotzenden Blasen haben einige Mathematiker an der University of Limerick fasziniert, die erkundeten, wie die Form des Guinness-Glases den Fluss der Blasen in einem Artikel beeinflusste Sie haben auf dem Pre-Print von arXiv gepostet.

Bildnachweis: Alexander & Zare

Die Guinness-Kaskade ist kein neues Phänomen und es gibt bereits eine grundlegende Erklärung. Wenn alle Dinge gleich sind, steigen die Gasblasen in einer Flüssigkeit wie Soda oder Bier auf, weil die Schwerkraft mehr Kraft auf die dichtere Flüssigkeit um sie herum ausübt. Es stellt sich jedoch heraus, dass die Blasen im Glas einen großen Einfluss auf ihr Verhalten haben. Die Blasen in der Nähe der Wände eines Behälters haften an dem Glas, das sich daran zieht und die Aufwärtsbewegung verlangsamt. Die Blasen in der Mitte des Bechers können dagegen ungehindert aufsteigen. Wenn sie sich bewegen, üben sie eine leichte Zugkraft auf die umgebende Flüssigkeit aus. Diese Bewegung bildet eine Säule, die das Bier in der Mitte des Glases nach oben zirkuliert, während das Bier - und die Blasen - entlang der Wand gedrängt werden.

Tatsächlich tritt dieser Effekt auch in anderen Flüssigkeiten auf, aber bei einem Glas Guinness fallen die cremefarbenen Blasen besonders deutlich gegen das dunkle Getränk auf.
//youtu.be/kEEbE3vbGw8
Die irischen Mathematiker entschieden sich jedoch dafür, das Problem aus einer neuen Perspektive anzugehen: Wie wirkt sich die Form des Glases auf die Guinness-Kaskade aus? Um dies herauszufinden, erstellten sie ein mathematisches Modell der Blasenströmung in einem traditionellen Pintglas, dessen Wände von einem kleineren Boden zu einem breiteren Mund abfallen, und in dem sogenannten "Anti-Pint" -Glas mit Wänden Neigung von unten in die kleinere Öffnung. (Hinweis: Berühren Sie kein Pint zu einem Anti-Pint, sonst werden sie vernichtet und Bierstrahlen in entgegengesetzte Richtungen von der Kollision wegfliegen lassen. Wir sind uns dessen fast sicher.)


Aufsteigende Blasenpositionen in Bezug auf die Wand eines Pint (links) und ein Anti-Pint-Glas.

Es gab einige wesentliche Unterschiede zwischen den beiden mathematischen Modellen. An den Wänden des Pintglases sammelten sich mehr Blasen als an den Wänden des traditionellen Pint. Um zu verstehen, warum, betrachteten die Forscher die Blasenbewegung unmittelbar nach dem Eingießen des Bieres in das Glas, bevor der Guinness-Kaskadeneffekt einsetzte. Die Wände des Pint-Glases neigen sich nach außen, sodass sich die Blasen beim Aufsteigen von dem Glas entfernen Wände (siehe Bild a in der Abbildung rechts). Die Wände des Anti-Pint-Glases sind nach innen geneigt. Wenn die Luftblasen aufsteigen, laufen sie in die Wände (Tafel b).

Wie Sie sich erinnern, können Blasen bei ihrer Bewegung Flüssigkeit mitreißen. Dies bedeutet, dass, wenn sich in der Mitte eines Glases viele Blasen befinden, wie in dem Pint-Glas, auch in der Mitte eine stärkere Zugkraft vorhanden ist. Dadurch entsteht die zentrale Säule, die die Flüssigkeit an den Rändern nach unten drückt, wodurch wiederum die Flüssigkeit erzeugt wird Guinness-Kaskadeneffekt. Im Anti-Pint-Glas zeigte die Forscher-Simulation jedoch, dass die höhere Blasendichte an den Rändern der Zentralsäule eine geringere Zugkraft verleiht und die Blasen in der Nähe der Wand nach oben fließen lassen.

Dem Modell zufolge sollte das Eingießen von Guinness in einen Pint den Sinkblaseneffekt aufheben. Jetzt bleibt nur noch, diese Schlussfolgerung durch ein Experiment zu bestätigen. Vielleicht in einem irischen Pub und nicht in einem Labor.


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