Из бутылки вынимается пробка, раздается хлопок и вырывается газ от шампанского, а если повезло меньше - выстреливает пена. А что в этот момент происходит с точки зрения науки? Физики утверждают, что в этом простом и бытовом процессе скрыты сложные явления.
Исследователи из Франции и Индии смоделировали "зарождение", эволюцию и рассеивание ударных волн в момент, когда углекислый газ прорывается через узкое горлышко в первую миллисекунду после открытия пробки. Они хотели дать характеристику кратковременного явления сверхзвукового потока.
Ударные волны в бутылке шампанского, по мнению ученых, могут дать представления о более сложных процессах, происходящих в ракетных установках, баллистических ракетах и ветряных турбинах. А бутылку шампанского можно рассматривать как мини-лабораторию.
Так, когда вы начинаете откупоривать бутылку, газовая смесь частично блокируется пробкой и не позволяет шампанскому достичь скорости звука. По мере дальнейшего открытия газовая смесь выходит уже со сверхзвуковой скоростью, уравновешивая свое давление последовательностью прямых и косых ударных волн.
- Волны объединяются, образуя ударные ромбы, узоры колец, которые обычно можно увидеть в шлейфах выхлопных газов ракет. Симметрия бутылки приводит к коронообразному сверхзвуковому расширению. В конце концов, давление становится слишком низким, чтобы поддерживать соответствующий коэффициент давления в горлышке для сверхзвуковой скорости в узком месте и у самой пробки, - объясняют ученые.
Исследователи планируют изучить другие параметры, такие как температура, объем и диаметр горлышка бутылки, а также физико-химические процессы, сопровождающие откупоривание бутылки шампанского.