מדוע בשמפניה יש בועות? (חלק ב')

האם יש מקומות בהם לא מומלץ לשתות שמפניה? מה קורה כשחולצים את הפקק? ומהו חוק הנרי?

הרמת כוסית שמפניה נחשבת בעינינו כדבר מענג, אך מסתבר שלא בכל מקום או בכלThames tunnel bubbles מצב. קחו לדוגמא את האירוע המוזר שהתרחש בתעלת התמזה, הנמצאת מתחת לנהר התמזה בלונדון. תעלה זו היא הראשונה שנחפרה בהצלחה מתחת לנהר, הודות לטכנולוגיה חדשה שפיתח מרק איזמברד ברונל (Brunel), מהנדס צרפתי שחי באנגליה בתחילת המאה ה-19. ברונל ניצח על העבודות יחד עם בנו, איזמברד קינגדום ברונל, שנודע כאחד המהנדסים הגדולים של תקופתו. ההמצאה של מרק ברונל ויישומה בחפירת תעלת התמזה הניחו את היסודות לבניית מערכת הרכבת התחתית של לונדון שנים לאחר מכן.

חפירת התעלה נמשכה בין השנים 1825 ל- 1843. בזמן הבנייה נשמרה התעלה סגורה ותחת לחץ, כדי למנוע ממי הנהר לחדור פנימה. בכניסה וביציאה מהתעלה עברו הפועלים בתאי לחץ סגורים על מנת שיעברו הסתגלות ללחץ שבתוך התעלה, הגבוה בהרבה מהלחץ של אטמוספרה אחת שקיים על פני האדמה. בתחילה התנהלו הדברים כשורה, אולם בערב ה-18 במאי 1827 פרצו מים לתעלה והעבודות הופסקו. התיקונים שנעשו במקום הוכתרו בהצלחה, וכדי לחגוג אותם נערך ב-10 בנובמבר אותה שנה משתה בתוך התעלה. חמישים ג'נטלמנים מכובדים הוזמנו לסעודה חגיגית שהוגשה על שולחנות עטויים בד דמשק לבן, לאור מנורות גז מעוטרות, ולצלילי תזמורת שניגנה את ההמנון הבריטי ואת "בריטניה השולטת בימים" (Rule Britannia). את המשתה המכובד תיעד הצייר הבריטי ג'ורג' ג'ונס בציור בעל הכותרת המדויקת: "משתה בתעלת התמזה, שנערך ב-10 בנובמבר 1827, כדי לחגוג את התקדמות התעלה". את הארוחה ליוו יינות משובחים, ועם הנאומים הושקו כוסות שמפניה. למרבה ההפתעה, כשנחלצו הפקקים התברר שהשמפניה אינה מבעבעת כלל. אולם אין מבזבזים שמפניה טובה על זוטות כמו בועות, והנוכחים לגמו מהמשקה בשמחה. בתום הארוחה עלו האורחים המבוסמים אל פני האדמה. כאן אירע דבר לא צפוי. אחדים מהם החלו לשהק במרץ וחשו כאבים חזקים במערכת העיכול ובשלפוחית השתן. אחד האורחים אף הובהל חזרה אל תוך התעלה כדי להקל על מצבו. מה קרה שם?

הפתרון המדעי לתעלומה ניתן על-ידי חוק פיסיקלי הידוע בשם "חוק הנרי", על-שם הכימאי האנגלי בן המאה ה-18 וויליאם הנרי. הנרי חקר התנהגות של גזים בטמפרטורות שונות ובלחצים שונים. זהו חוק קריטי עבור צוללנים, שמשתמשים בו כדי לחשב את קצב העלייה המתאים מעומק הים אל החוף, אך יש לו גם קשר ישיר ליצירת בועות במשקאות מבעבעים. גז שסגור בתוך מיכל עם נוזל, למשל פחמן דו-חמצני בתוך בקבוק שמפניה, יכול להימצא באחד משני מצבים: כגז חופשי ברווח שבין הפקק לנוזל, או במצב מומס בנוזל. הנרי גילה שקיים שיווי-משקל בין לחץ הגז החופשי בבקבוק לבין ריכוז הגז שמומס בנוזל. כלומר, על כל מולקולה של גז חופשי שמתמוססת ביין, מולקולה אחרת, שהייתה מומסת ביין, משתחררת אל האוויר. בכל פעם שיוצאת מולקולה אחת, נכנסת אחרת למעגל הדינמי. ככל שלחץ הגז החופשי בבקבוק גדול יותר, עולה גם ריכוז, או כמות, הגז המומס בנוזל, ולהיפך. בבקבוק שמפניה יש כמות כה גדולה של פחמן דו-חמצני, שלחץ הגז החופשי בו הוא אדיר: מדובר בשש אטמוספרות – פי שלוש מלחץ האוויר של צמיג מכונית.

ברגע חליצת הפקק הגז החופשי מתפרץ מייד החוצה בקול גדול, לפעמים אף מתיז את הפקק לתקרה מהעוצמה, ולחץ הפחמן הדו-חמצני בבקבוק יורד בפתאומיות משש אטמוספרות לאטמוספרה אחת. שיווי-המשקל שנוצר בתוך הבקבוק מופר, ולפי חוק הנרי על הגז בשמפניה להגיע כעת לשווי-משקל חדש. לשם כך חייב כמעט כל הגז המומס לפרוץ מהנוזל החוצה; חלקו יתנדף משטח הפנים של היין החשוף לאוויר וחלקו ישתחרר כבועות. בכוס שמפניה רגילה, למשל, יש כמות פחמן דו-חמצני שמספיקה ליצירת לא פחות מעשרה מיליון בועות. בין אם אנו פותחים בקבוק של שמפניה יוקרתית ובין אם פחית קולה, הפתיחה מלווה באותו "פססס" אופייני, הנוצר מבריחת הגז העודף החוצה. הבועות שמשתחררות החוצה במהירות מושכות איתן לפעמים גם קצף. כאשר משאירים את המיכל פתוח למשך זמן ארוך, שיווי-המשקל החדש יוביל לכך שעם הזמן ייעלמו כל הבועות, ועימן גם ההנאה שבלגימת המשקה.

באותו אירוע בתעלת התמזה, לחץ האוויר שהיה בתוך התעלה בעת פתיחת הבקבוקים היה גבוה מהלחץ בתוך הבקבוקים, ולא נמוך יותר כפי שקורה באופן רגיל. מסיבה זו לא נוצרו בועות במשקה ורוב הפחמן הדו-חמצני נשאר ביין ובמערכת העיכול של השותים. כאשר הם יצאו מן התעלה ונחשפו ללחץ הנמוך יותר באוויר הפתוח, הפחמן הדו-חמצני שהומס בנוזל השתחרר לפתע החוצה. אפשר לנחש שאת המסיבה התוססת הזאת לא שכחו האורחים במשך זמן רב.

מדוע בשמפניה יש בועות? (חלק א')

פוסט זה פורסם בקטגוריה אלכוהול, בועות, עם התגים , , . אפשר להגיע ישירות לפוסט זה עם קישור ישיר.

3 תגובות על מדוע בשמפניה יש בועות? (חלק ב')

  1. פינגבאק: מדוע בשמפניה יש בועות? (חלק א') | מדע בצלחת

  2. פינגבאק: נל"פ: מצוף | מדע בצלחת

להשאיר תגובה

הזינו את פרטיכם בטופס, או לחצו על אחד מהאייקונים כדי להשתמש בחשבון קיים:

הלוגו של WordPress.com

אתה מגיב באמצעות חשבון WordPress.com שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Twitter

אתה מגיב באמצעות חשבון Twitter שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת Facebook

אתה מגיב באמצעות חשבון Facebook שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

תמונת גוגל פלוס

אתה מגיב באמצעות חשבון Google+ שלך. לצאת מהמערכת / לשנות )

מתחבר ל-%s