Hvorfor kan en shaken sodavand eksplodere på havbunden?

Vm/Getty Images

Det sker for de bedste af os. En dåse (eller flaske) sodavand bliver rystet op, og når du først popper toppen, sprøjter drikkevaren og boblerne ud. Det kan lave rigtig rod over hele disken, gulvet og dit tøj og dine hænder. Hvis det er det, der sker over jorden, har du så nogensinde overvejet, hvad der ville ske, hvis du rystede og åbnede en sodavandsdåse på havbunden? Måske har du været nysgerrig efter, om sodavand eksploderer i fryseren eller Mentos, der får sodavand til at eksplodere. At åbne en rystet dåse på havbunden er et meget mere nicheeksperiment, men den berømte canadiske astronaut oberst Chris Hadfield har svaret.

I 2010 sluttede Hadfield sig til den 14. ekspedition af NASA Extreme Environment Mission Operations i Aquarius Laboratory, som er 19 meter (ca. 62 fod) under overfladen af Floridas kystnære farvande. Målet var at simulere rummissioner, studere adfærdsmæssig sundhed, vurdere immunsystemet og mere. Men det var ikke alt arbejde og ingen leg. I en YouTube-video indsendt af Rare Earth - en konto overvåget af Hadfields søn, Evan - fortæller astronauten publikum ikke at ryste deres sodavand derhjemme på grund af den forestående eksplosion af pop. Han ryster en dåse Coca-Cola op, mens han taler og ryster, mens han går for at trække tappen fremad, og ... der sker ikke noget. Hadfield fortsætter med at tage en slurk og siger:"Åh, der er en dejlig lille brusening. Det er i orden. Så er det. En af fordelene ved at leve under havet."

Hvorfor en rystet dåse sodavand ikke eksploderer under vandet

Jonathan Knowles/Getty Images

At forstå, hvorfor der ikke skete noget, da Hadfield åbnede den rystede Coca-Cola, mens han levede på havbunden, kræver at vide, hvorfor sodavand eksploderer, når det rystes over vand. Som du sandsynligvis allerede ved, er det at gøre sodavand en af ​​anvendelserne af kuldioxidgas. Dåserne (og flaskerne) sættes under tryk, efterhånden som gassen tilsættes, hvilket øger opløseligheden af ​​CO2 og tillader den at opløses i væsken. Derefter sætter gassen i sodavandet og den resterende gas over sodavandet sig i en kemisk ligevægt, hvilket ganske enkelt betyder, at hastigheden af CO2, der opløses i og frigives fra væsken, er lige store.

Da trykket inde i dåsen (ca. 250 kPa) er større end det atmosfæriske tryk (ca. 100 kPa), opstår der en ubalance ved brud på forseglingen. Trykfaldet sænker CO2'ens opløselighed, hvilket får den til at bruse ud af sodavandet i form af brusende bobler, hvorfor sodavandet bliver fladt efter et stykke tid. Når du ryster dåsen, før du åbner den, har CO2'en over sodavandet dog ingen steder at tage hen, fordi væsken allerede er mættet. I stedet for at opløses i væsken dannes der bobler. Når forseglingen brydes, bruser den opløste CO2 fra hele den tilgængelige overflade, og det tilføjede overfladeareal inde i boblerne betyder, at den opløste gas kan undslippe hurtigere. Det er denne reaktion, der får sodavandet til at "eksplodere" ud af dåsen i form af skum.

På omkring 62 fod under havets overflade oplever Aquarius Laboratory imidlertid omkring 2,5 atmosfæres tryk, så enhver og hvad som helst i laboratoriet oplever omkring 2,5 gange trykket af havoverfladen. Dette højere atmosfæriske tryk, som er omtrent lig med trykket inde i dåsen, betyder, at der ikke er nogen trykubalance, når dåsen åbnes, derfor ændres opløseligheden af ​​gassen aldrig, hvilket forhindrer en eksplosion af skum, selv efter omrystning af sodavandet. En anden glædelig konsekvens af denne trykbalance er, at bruset på sodavandet også holder længere.