有人做過一個用汽水吹氣球的好玩的實驗:拿一個氣球、一瓶汽水,再拿一些鹽,把鹽加到氣球里面,然后把氣球里的鹽全部倒到汽水瓶里,結果汽水瓶里的汽水全部嗖嗖嗖地冒了出來,就像水開了一樣。這些氣體不斷上升,沖到了氣球里面,氣球鼓了起來。
其實,讓氣球鼓起來的氣體是二氧化碳。也就是說,二氧化碳從汽水里跑了出來,把氣球吹得鼓了起來。
我們呼出的氣體里,含有大量的二氧化碳。植物也利用二氧化碳制造它們的食物。二氧化碳還是造成溫室效應的罪魁禍首之一。
汽水里的泡泡,就是二氧化碳。當你喝下汽水的時候,二氧化碳就會從汽水里跑出來,變成嗝。沒錯,喝了汽水以后打的嗝也是二氧化碳氣體。
那么,二氧化碳是怎么跑到汽水里的呢?在汽水工廠里,工人們把二氧化碳用特殊的設備泵到不含氣體的糖水里面,二氧化碳在里面溶解,原本沒有溶解很多氣體的糖水也就變成了汽水。不過在沒有打開瓶子以前,你是看不到二氧化碳的,因為它們大部分溶解在水里,還沒有變成泡泡。
那么,為什么打開瓶子的時候,二氧化碳就跑出來了呢?瓶子里的氣壓是很大的,巨大的氣壓把二氧化碳壓在水里,迫使它們溶解。當你打開瓶蓋的時候,瓶子里和外部連通了,氣壓減小,本來溶解在水里的二氧化碳一看壓強減小了,于是就變成泡泡跑出來了。
其實,不光是氣體,可以溶解在水里的固體也是“欺軟怕硬”的家伙,只要氣壓減小,它們也不愿意呆在水里,會“析出”,重新變成固體。比如,糖就是這樣的固體,只要氣壓減小,它們也會從糖水里面跑出來,重新變成一顆顆的砂糖。
那么,汽水瓶沒有打開的時候,壓強是誰產生的呢?實際上,關著的汽水瓶里的壓強,也是由二氧化碳產生的。你可以這樣一步一步地想象:假設二氧化碳都溶解在了糖水里面,上方的空間里沒有任何氣體,那么就會有一部分二氧化碳重新變成氣體的形態,填滿上面的空間。不過,一旦有二氧化碳變成了氣體,氣壓就會變大,那么就會有二氧化碳被迫繼續溶解在糖水里。最終,變成氣體的二氧化碳和溶解在水里的二氧化碳會形成一個平衡,而瓶子里的氣壓總是比外面的要大。這就是為什么汽水瓶捏起來硬硬的原因。
說到這里,你可能已經明白嘶嘶的聲音的原理了。當我們扭開瓶蓋的時候,二氧化碳一起飄了出來,瓶子里的氣壓減少,水里的二氧化碳也坐不住了,它們也要一起出去玩,于是就變成了泡泡,這些泡泡飄到水面上爆炸的聲音,就是嘶嘶聲。
原文來自 中國數字科技館《開開小屋》
編譯 七君
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