211service.com
Flessen, bubbels en breuk
Een populaire feesttruc is om een glazen fles met water te vullen en met een open hand op de bovenkant van de fles te slaan, waardoor de bodem van de fles openbreekt, zeggen David Jesse Daily en vrienden van de Brigham Young University in Provo, Utah.
De flessen breken alleen als ze gevuld zijn met stilstaand water en niet als ze gevuld zijn met het bruisende spul of als ze leeg zijn. De vraag is: waarom?
Vandaag onthullen deze jongens precies hoe dit proces plaatsvindt in een interessante video voor de Gallery of Fluid Motion-competitie van dit jaar, een jaarlijks evenement dat wordt georganiseerd door de Fluid Dynamics Division van de American Physical Society ( hoge resolutie downloaden of lage resolutie downloaden ).
Deze jongens meten eerst het moment waarop de fles breekt en zeggen dat dit niet samenvalt met het moment waarop de fles wordt geslagen.
In plaats daarvan gebruiken ze high-speed videobeelden om te laten zien dat de impact van de hand ervoor zorgt dat de fles naar beneden versnelt en dit creëert een gebied met lage druk op de bodem van de vloeistof.
Als de versnelling groot genoeg is, zakt de druk onder de dampdruk en verdampt de vloeistof en vormen zich bellen. Dit is een bekend proces dat bekend staat als cavitatie.
Zodra de druk weer normaal wordt, vallen de bellen in elkaar. Maar interessant genoeg vindt deze ineenstorting plaats met ongeveer tien keer de snelheid van bellenvorming. Het produceert ook ogenblikkelijke krachten die veel meer geconcentreerd zijn dan die welke de versnelling produceerden.
Het zijn deze krachten die de fles breken.
Daily en co laten zien dat dit proces niet werkt als de fles gevuld is met koolzuurhoudend water. De reden is simpel. De impact van de hand zorgt ervoor dat er bellen worden gevormd zoals voorheen, maar in plaats van in te storten, vullen de bellen zich met koolstofdioxide en drijven ze weg.
Evenzo werkt het effect niet met een lege fles omdat de bellen zich helemaal niet kunnen vormen.
Dus nu weet je het.
En de moraal van dit verhaal? Vermijd afstudeerfeestjes in Utah.
Referentie: arxiv.org/abs/1210.3764 : Catastrofaal kraken dankzij stille cavitatie