Хранитель Физз - Fizz keeper

В Хранитель Физз это устройство, которое продается как средство для сохранения карбонизация в безалкогольные напитки. Он включает в себя небольшой ручной насос, который навинчивается на верхнюю часть пластиковой бутылки для безалкогольных напитков, которая используется для нагнетания воздуха в бутылку. Такое нагнетание давления в бутылке, как утверждает большинство продавцов этого устройства, не дает напитку разложиться.[1][2][3][4]

Fizz Keeper.JPG

В качестве Джозеф А. Шварц, Брайан Рориг (из Истмурская академия ), Джон П. Уильямс (из Университет Майами Гамильтон ), Сэнди Ван Натта, Ребекка Книпп и Рид А. Ховальд все объясняют, что механизм, на самом деле, не работает таким образом из-за Закон Генри и Закон Дальтона.[1][2]

Описание

Когда бутылка безалкогольного напитка является газированной, она находится под давлением. углекислый газ выше, чем окружающий атмосферное давление.[1][2] В конце концов растворенный CO2 и СО2 в свободном пространстве над жидкостью достигают динамического равновесия, при котором количество CO2 растворение в жидкости равно количеству CO2 утечка раствора в свободное пространство при давлении около 2 атмосфер.[3] Бутылка остается в этом динамическом равновесии до первого снятия крышки.[1][2][3]

При первом снятии крышки с бутылки давление внутри бутылки выравнивается с окружающим атмосферным давлением. Однако, что еще более важно, после того, как наружный воздух смешается с газом внутри баллона, свободное пространство больше не будет содержать чистый CO.2. Таким образом частичное давление CO2 существенно снижается с 2 атмосфер до парциального давления CO2 в Атмосфера Земли, что составляет примерно 0,0003 атмосферы. В соответствии с законом Генри избыток CO2 растворенный в напитке выходит из раствора. В конце концов он достигает нового состояния динамического равновесия с гораздо более низким парциальным давлением CO.2 в свободном пространстве и, следовательно, гораздо меньшее количество CO2 держится в растворе.[1][2][3]

Перекачка чистого CO2 обратно в бутылку повысит это парциальное давление и заставит больше CO2 обратно в раствор. Fizz Keeper, однако, только накачивает нормальная атмосферная смесь газов в бутылку, что (по закону Дальтона) не повышает парциальное давление CO2 намного выше 0,0003 атмосфер, так как только часть общего увеличения давления внутри баллона связана с CO2. Следовательно, CO практически отсутствует.2 возвращается в раствор, и фактически ни один из "шипящих" веществ не возвращается (поскольку количество дополнительного CO2 что растворяется еще раз, это несколько порядки величины ниже, чем количество, которое вызвало образование видимых пузырьков газа при первом выходе из раствора).[1][2][3]

Требуется время, чтобы растворенный CO2 выходить из раствора в виде пузырьков газа, которые растут и всплывают в жидкости. Таким образом, если крышка заменяется быстро после открытия, может поддерживаться промежуточное состояние равновесия с CO2 ранее растворенный в жидкости, вместо того, чтобы занимать свободное пространство. Однако СО2 парциальное давление уменьшается только при каждом отверстии, так как большая часть газа полностью уходит из баллона. Fizz Keeper не вызывает значительного повышения этого парциального давления.[1][2][3] Рориг также отмечает в ходе эксперимента, что Fizz Keeper формирует более плохое уплотнение, чем собственная навинчивающаяся крышка бутылки, что позволяет CO2 вытекать, а CO2 парциальное давление должно уменьшаться быстрее с помощью Fizz Keeper на бутылке, чем с обычной крышкой.[3]

Хотя повторное повышение давления в баллоне с помощью обычной атмосферной смеси газов не влияет на состояние равновесия, потому что оно лишь незначительно изменяет CO.2 парциальное давление в свободном пространстве, оно действительно влияет на кинетику достижения этого состояния равновесия. Повышенное общее давление снижает скорость, с которой растворенный CO2 выходит из решения. В течение нескольких часов содержимое бутылки нет в состоянии равновесия. Приложение Fizz Keeper продлевает этот период, но не на дни, а на часы.[2][4] Рориг сообщает, что это может быть легко подтверждено экспериментом.[3]

Первое устройство, подобное Fizz Keeper, было запатентовано в 1926 году Дж. Стонтоном. T.R. Робинсон и М. Бейер запатентовал сам Fizz Keeper в 1988 году, не заявляя в патенте, что устройство поддерживает «шипение» безалкогольного напитка.[2] Существует несколько типов устройств, от простого поршневого насоса до устройств, включающих грушу, защелку и шарнирное устройство, позволяющее выливать жидкость из носика, не вынимая Fizz Keeper из бутылки.[2]

Хотя Fizz Keeper не работает так, как рекламируется, задокументировано его использование в качестве домашнего научного инструмента и учебного пособия для экспериментов по физике. Рориг опубликовал книгу о научных экспериментах, которые можно проводить с помощью Fizz Keeper. Другие эксперименты были опубликованы Молони, Спанглером, Грэмом и Уильямсом и др. (Все перечислены в дальнейшее чтение.)[2]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм Джозеф А. Шварц (2004). «Как хранитель газировки удерживает газировку в безалкогольных напитках?». Доктор Джо и то, что вы не знали. ECW Press. п. 24. ISBN  9781550225778.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k Джон П. Уильямс; Сэнди Ван Натта; Ребекка Книпп (октябрь 2005 г.). «Хранитель шиповника: полезный научный инструмент» (PDF). Журнал химического образования. 82 (10): 1454–1456. Bibcode:2005JChEd..82.1454W. Дои:10.1021 / ed082p1454.
  3. ^ а б c d е ж грамм час Брайан Рориг (февраль 2002 г.). "Хранитель шиповника: действительно ли он сохраняет шипение?" (PDF). ChemMatters: 11–13. Архивировано из оригинал (PDF) на 2012-03-06. Получено 2009-05-16.
  4. ^ а б Рид А. Ховальд (февраль 1999 г.). "The Fizz Keeper, тематическое исследование в области химического образования, равновесия и кинетики". Журнал химического образования. 76 (2): 208–209. Bibcode:1999JChEd..76..208H. Дои:10.1021 / ed076p208.

дальнейшее чтение

Маркетинговая литература и патенты

  • Sackheads (28 ноября 2002 г.). "Часто задаваемые вопросы". fizzkeeper.org.
  • Патент США 4,723,670, Томми Р. Робинсон и Майкл Б. Бейер, «Крышка насоса для контейнера для газированных напитков», выпущенный 9 февраля 1988 г. 
  • Патент США 4,524,877, Уиллард А. Саксби и Роберт Д. Пикула, "Устройство для создания давления и закрытия контейнеров для газированных напитков", выпущено 25 июня 1985 г. 

Образовательное использование