你知道曼妥思和可樂為什麼會發生“反應”嗎

可樂曼妥思是什麼

多年來，將曼妥思薄荷糖新增到碳酸飲料中一直是科學競賽的主要內容。儘管大多數十歲的兒童都能告訴您為何會出現汽水噴湧的現象，但反應的某些微觀特徵卻並非顯而易見。

美國Spring Arbor大學的一名化學教授與科羅拉多州一名中學教師聯手，繪製了關鍵時刻的變化圖表，揭示了決定氣泡大小的新細節。

為此，他們走得更遠，從加利福尼亞的死亡谷到落基山脈的派克峰頂。

由於簡單、安全和成本低廉（更不用說在社交媒體上的流行度了），曼妥思和可樂是科學課課堂上常年用以展示化學和物理原理的道具。

從根本上講，反應背後的原理很簡單：二氧化碳在壓力下溶解在液體中。開啟瓶蓋會改變壓力，使一些氣體從溶液中跑出來，並根據氣體定律進入大氣中。

將更多溶液暴露在空氣中會使更多的氣體逸出（如搖動瓶子）；曼妥思糖以驚人的方式加快了這一過程。

先前的研究表明，糖果外殼中的微小凹坑為微小氣泡提供了理想的捕集阱，因此，當這些白色圓片中沉入飲料中時，其表面為瓶內深處的二氧化碳提供了空氣釋出空間。

到目前為止，這些微小氣泡的確切大小隻能根據對糖果外殼紋理的顯微影象進行估算。

這不是一個小問題。為了使二氧化碳離開溶液，每個氣泡需要適量的表面積，以使大量氣體流動。

從理論上講，它們的直徑必須大於一微米，但是較大的氣泡也會佔用更多空間，從而減少了成核位點的數量，並可能影響總流速。

由於沒有一種簡單的方法可以直觀地捕捉到氣體逸出瞬間，因此解決這一問題需要在物理上巧妙地利用關鍵關係，適當修正模型中壓力和體積等變數。

化學家Thomas Kuntzleman注意到，在高海拔處，反應要劇烈得多。

早在2018年，Kuntzleman就收到了他渴望的父親節禮物。他得到了家人的許可，可以在全國範圍內進行他最喜歡的實驗。

“為此，我們在美國各地的許多地方進行了實驗，其海拔範圍從死亡谷的海平面以下到派克峰頂的4300米以上。”

同時，他與哥們Ryan Johnson搭檔，在科羅拉多州的一座山坡上進行自己的試驗。

他們發現，僅靠氣壓無法解釋他們的觀察結果，從而為推斷存在控制起泡作用的更精細變數。

將來自氣壓變化的資料與脫氣後質量損失的測量結果結合起來，再加上不同糖果之間的對照實驗，Kuntzleman和Johnson很快就發現，為什麼曼妥思和可樂搭配的效果如此顯著。

他們的方程式表明，這些成核位點的寬度在2至7微米之間，該尺寸在氣泡大小和整個糖果表面成核位點的密度之間提供了相當不錯的折衷。

無疑，結果對曼妥思的營銷團隊來說是一個好訊息，他們或許可以藉此寫出新的廣告文案。但是真正的贏家或許是科學教育工作者。

這項研究發表在《化學教育雜誌》上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議（BY-NC）釋出。