Источник: oir.mobi
По словам ученых, которым посчастливилось изучать шампанское, выбивание пробки из бутылки шампанского создает сверхзвуковую ударную волну.
Сначала короткий ликбез. Каждая бутылка шампанского содержит газообразный диоксид углерода, который создает медленно нарастающее давление и давит на пробку.
В бутылке шампанского в состоянии покоя внешнее давление, оказываемое на пробку, уравновешивается статической силой трения между пробкой и стенками бутылки.
Однако как только вы начинаете скручивать пробку, это статическое трение быстро превращается в кинетическое трение и оно уже недостаточно сильное, чтобы уравновесить давление, оказываемое на пробку. Бум!
Стоит отметить, что пробки очень быстрые. Одно исследование, проведенное в Германии, показало, что если сильно трясти бутылку, то пробка может вырваться из нее со скоростью до 40 километров в час!
Столб газа, который вырывается из бутылки при извлечении пробки, достаточно быстр, чтобы образовать диск Маха или особый тип ударной волны, которая часто встречается в выхлопах ракет и реактивных самолетов.
Если бутылка хранится при комнатной температуре или чуть выше, то давление может в семь раз превышать атмосферное. Но как только шлейф газов выходит, давление выравнивается, и ударная волна исчезает.
В 2019 году исследователи использовали высокоскоростные камеры, чтобы снимать, как они открывают бутылки, которые находились при комнатной температуре — 20 и 30 градусов, чтобы засвидетельствовать существование дисков Маха. Они также обнаружили, что цвет шлейфа может меняться в зависимости от температуры бутылки.
Крошечный диск Маха образуется в шлейфе газов, которые вырываются из открытой бутылки шампанского. Фото: popularmechanics.com
«Мы надеемся, что наша модель даст исследователям несколько интересных идей, и они смогут рассматривать обычную бутылку шампанского как мини-лабораторию», — пояснил Роберт Жорж, исследователь из Университета Рена.
Конечно, это исследование может показаться просто удобным поводом для того, чтобы выпить много шампанского, но оно имеет некоторые практические применения, например, в ракетостроении и баллистике. Оно также могло бы помочь инженерам, разрабатывающим подводные аппараты и ветряные турбины, лучше понять гидродинамику, изучить движение жидкостей и газов.
Далее исследователи планируют изменить некоторые параметры (температуру, объем бутылки и т.д.) своего исследования и налить еще больше шампанского.
