VNR Content
Pearl
Cú bắn của một chiếc nút chai sâm-panh hóa ra có vài điểm chung với một khẩu súng phóng tên lửa - đó là kết luận của một nghiên cứu vừa được đăng tải gần đây trên tạp chí Physics of Fluids. Theo đó, các nhà khoa học từ Pháp và Ấn Độ đã sử dụng hệ thống giả lập máy tính để tìm hiểu những thứ diễn ra trong khoảng thời gian tính bằng micro-giây sau khi bung nút một chai rượu sâm-panh. Họ phát hiện ra rằng, trong milli-giây đầu tiên sau khi nút chai bắn ra, khí gas thoát ra sẽ tạo nên nhiều dạng xung chấn khác nhau - thậm chí có thể đạt đến tốc độ siêu thanh - trước khi bọt rượu tuôn trào và sẵn sàng để người dùng thưởng thức.
Theo đồng tác giả Gerard Liger-Belair đến từ Đại học Reims Champagne-Ardenne, sự sủi bọt của sâm-panh bắt nguồn từ quá trình hình thành bong bóng trên thành chai. Khi bong bóng rời khỏi vị trí hình thành, chúng sẽ tăng dần về kích cỡ trong lúc trồi lên khỏi bề mặt chất lỏng, nổ bung và tan biến ngay tại bề mặt. Phản ứng này thường chỉ xảy ra trong vài milli-giây, và âm thanh nổ bôm bốp đặc trưng sẽ phát ra khi bong bóng bị vỡ. Tại thời điểm đó, chúng tạo ra vô số giọt bắn với những hợp chất mang mùi hương, mà Liger-Belair tin rằng có chức năng làm tăng hương vị của rượu thêm nhiều lần.
Ngoài ra, kích cỡ của bong bóng cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc cho ra một ly sâm-panh ngon miệng. Bong bóng cỡ lớn sẽ tỏa ra nhiều sol khí (aerosol) phía trên miệng ly hơn - ví dụ như những bong bóng xấp xỉ 1,7mm nằm trên bề mặt. Và bong bóng trong sâm-panh cũng "rung động" ở những tần số cộng hưởng cụ thể, tùy thuộc vào kích cỡ của chúng. Do đó, bạn có thể "nghe" được quá trình phân chia kích cỡ của bong bóng khi chúng trồi lên bề mặt trong một ly sâm-panh.
Nếu bạn chưa biết, thì rượu sâm-panh thường được làm từ nho hái đầu mùa, khi lượng đường bên trong còn thấp và nồng độ axit cao. Nho sau đó sẽ bị ép và niêm trong thùng để lên men, giống như bất kỳ loại rượu nào khác. CO2 được sản sinh ra trong quá trình ủ, nhưng người ta để nó thoát ra ngoài bởi thứ bạn muốn có được trong giai đoạn này là rượu nền. Trong giai đoạn lên men thứ hai, CO2 được giữ lại trong chai và hòa tan vào rượu.
Làm sao để cân bằng được lượng CO2 là vô cùng quan trọng. Bạn cần duy trì áp suất ở mức 6 ATM, lượng đường là 18g, và men rượu chỉ 0,3g. Nếu không, rượu thành phẩm hoặc sẽ không có vị chua tự nhiên và không êm, và trong trường hợp áp suất quá cao sẽ khiến chai rượu phát nổ. Bạn cũng cần duy trì nhiệt độ phù hợp, bởi đây là yếu tố ảnh hưởng đến áp suất trong chai. CO2 áp suất cao sẽ thoát ra khi bật nút chai, đi kèm với đó là một luồng khí gas hòa với hơi nước trào ra khỏi cổ chai và đi vào vùng không khí xung quanh.
Nghiên cứu trước đây bởi Liger-Belair và các đồng nghiệp sử dụng kỹ thuật dựng hình tốc độ cao để cho thấy xung chấn hình thành khi nút sâm-panh bật ra. Với nghiên cứu hiện tại, Liger-Belair muốn tìm hiểu kỹ hơn hiện tượng bắn ra luồng khí với tốc độ siêu thanh diễn ra một cách đầy bất ngờ trong quá trình bật nút chai rượu sâm-panh.
Dựa trên những giả lập mới, nhóm nghiên cứu đã xác định được 3 giai đoạn cụ thể: ban đầu, khi nút chai chưa bật ra, hỗn hợp khí gas bị chặn lại một phần bởi nút, do đó luồng khí không thể đạt được vận tốc âm thanh; khi nút chai bật ra, khí gas có thể thoát ra ngay lập tức và đạt vận tốc siêu thanh, hình thành những đợt xung chấn liên tiếp nhằm cân bằng áp suất. Những xung chấn này sau đó sẽ kết hợp lại để tạo nên sóng xung kích kim cương, giống như thứ bạn quan sát được khi động cơ tên lửa bùng cháy. Cuối cùng, luồng khí phóng ra chậm lại, xuống tốc độ hạ âm một lần nữa khi áp suất giảm xuống mức quá thấp để duy trì tỉ lệ áp suất cần thiết ở miệng chai (giữa cổ chai và rìa nút).
Nghiên cứu này có tính ứng dụng khá rộng rãi, liên quan đến những thứ di chuyển với vận tốc siêu thanh, bao gồm tên lửa đạn đạo, tua-bin gió, các phương tiện dưới nước - và tất nhiên là súng phóng tên lửa nữa. "Mặt đất di chuyển ra xa khỏi súng phóng tên lửa khi nó giật lên trong không khí sẽ đóng vai trò như nút chai sâm-panh, chính là thứ mà khí gas bắn ra tác động lên" - các tác giả giải thích. "Tương tự, khí gas thoát ra từ nòng súng sẽ tạo ra lực đẩy ở tốc độ siêu thanh lên viên đạn. Những vấn đề liên quan đến hiện tượng vật lý tương tự như vậy đều có thể được giải quyết bằng cùng phương thức"
Tham khảo: ArsTechnica
Theo đồng tác giả Gerard Liger-Belair đến từ Đại học Reims Champagne-Ardenne, sự sủi bọt của sâm-panh bắt nguồn từ quá trình hình thành bong bóng trên thành chai. Khi bong bóng rời khỏi vị trí hình thành, chúng sẽ tăng dần về kích cỡ trong lúc trồi lên khỏi bề mặt chất lỏng, nổ bung và tan biến ngay tại bề mặt. Phản ứng này thường chỉ xảy ra trong vài milli-giây, và âm thanh nổ bôm bốp đặc trưng sẽ phát ra khi bong bóng bị vỡ. Tại thời điểm đó, chúng tạo ra vô số giọt bắn với những hợp chất mang mùi hương, mà Liger-Belair tin rằng có chức năng làm tăng hương vị của rượu thêm nhiều lần.
Nếu bạn chưa biết, thì rượu sâm-panh thường được làm từ nho hái đầu mùa, khi lượng đường bên trong còn thấp và nồng độ axit cao. Nho sau đó sẽ bị ép và niêm trong thùng để lên men, giống như bất kỳ loại rượu nào khác. CO2 được sản sinh ra trong quá trình ủ, nhưng người ta để nó thoát ra ngoài bởi thứ bạn muốn có được trong giai đoạn này là rượu nền. Trong giai đoạn lên men thứ hai, CO2 được giữ lại trong chai và hòa tan vào rượu.
Làm sao để cân bằng được lượng CO2 là vô cùng quan trọng. Bạn cần duy trì áp suất ở mức 6 ATM, lượng đường là 18g, và men rượu chỉ 0,3g. Nếu không, rượu thành phẩm hoặc sẽ không có vị chua tự nhiên và không êm, và trong trường hợp áp suất quá cao sẽ khiến chai rượu phát nổ. Bạn cũng cần duy trì nhiệt độ phù hợp, bởi đây là yếu tố ảnh hưởng đến áp suất trong chai. CO2 áp suất cao sẽ thoát ra khi bật nút chai, đi kèm với đó là một luồng khí gas hòa với hơi nước trào ra khỏi cổ chai và đi vào vùng không khí xung quanh.
Nghiên cứu trước đây bởi Liger-Belair và các đồng nghiệp sử dụng kỹ thuật dựng hình tốc độ cao để cho thấy xung chấn hình thành khi nút sâm-panh bật ra. Với nghiên cứu hiện tại, Liger-Belair muốn tìm hiểu kỹ hơn hiện tượng bắn ra luồng khí với tốc độ siêu thanh diễn ra một cách đầy bất ngờ trong quá trình bật nút chai rượu sâm-panh.
Dựa trên những giả lập mới, nhóm nghiên cứu đã xác định được 3 giai đoạn cụ thể: ban đầu, khi nút chai chưa bật ra, hỗn hợp khí gas bị chặn lại một phần bởi nút, do đó luồng khí không thể đạt được vận tốc âm thanh; khi nút chai bật ra, khí gas có thể thoát ra ngay lập tức và đạt vận tốc siêu thanh, hình thành những đợt xung chấn liên tiếp nhằm cân bằng áp suất. Những xung chấn này sau đó sẽ kết hợp lại để tạo nên sóng xung kích kim cương, giống như thứ bạn quan sát được khi động cơ tên lửa bùng cháy. Cuối cùng, luồng khí phóng ra chậm lại, xuống tốc độ hạ âm một lần nữa khi áp suất giảm xuống mức quá thấp để duy trì tỉ lệ áp suất cần thiết ở miệng chai (giữa cổ chai và rìa nút).
Nghiên cứu này có tính ứng dụng khá rộng rãi, liên quan đến những thứ di chuyển với vận tốc siêu thanh, bao gồm tên lửa đạn đạo, tua-bin gió, các phương tiện dưới nước - và tất nhiên là súng phóng tên lửa nữa. "Mặt đất di chuyển ra xa khỏi súng phóng tên lửa khi nó giật lên trong không khí sẽ đóng vai trò như nút chai sâm-panh, chính là thứ mà khí gas bắn ra tác động lên" - các tác giả giải thích. "Tương tự, khí gas thoát ra từ nòng súng sẽ tạo ra lực đẩy ở tốc độ siêu thanh lên viên đạn. Những vấn đề liên quan đến hiện tượng vật lý tương tự như vậy đều có thể được giải quyết bằng cùng phương thức"
Tham khảo: ArsTechnica
