탄산음료가 충격을 받아야만 거품이 발생되는 원리는 무엇인가요?
탄산음료나 맥주같은 종류들을 보면 충격이 가하기 전에는 거품이 없는것을 볼 수있습니다. 하지만 일정 이상의 충격이 가해질 시, 거품을 생성하게 되는데 이렇게 되는 원리를 알고 싶어 질문 드립니다.
안녕하세요. 이영훈 과학전문가입니다.
탄산음료를 흔들거나 충격을 가해 거품을 만들어야 하는 이유는 핵 생성 원리 때문입니다.
탄산음료와 같은 탄산음료에서 이산화탄소(CO2)는 액체에 고압으로 용해됩니다. CO2 분자는 액체에 고르게 분포되어 있으며, 압력에 의해 용액 상태로 유지되기 때문에 기포가 쉽게 형성되지 않습니다. 그러나 병이나 캔을 흔들거나 개봉하는 등 압력이 갑자기 해제되거나 교란되면 용해된 CO2와 기체 CO2 사이의 평형에 변화가 생깁니다.
탄산음료를 흔들거나 충격을 가하면 액체에 작은 교란이 발생하여 CO2 분자가 모여 기포를 형성할 수 있는 장소가 마련됩니다. 이러한 작은 교란은 용기 내부 표면의 결함, 먼지 입자, 심지어 얼음 조각의 거친 표면(있는 경우)일 수 있습니다. 이러한 부위를 핵 형성 부위라고 하며, 이곳에서 CO2 분자가 모여 기포를 형성하기 시작할 수 있습니다. 핵 형성 부위가 생성되면 액체에서 CO2 가스가 빠르게 형성되고 방출되어 탄산 음료의 특징적인 탄산과 기포가 발생합니다.
즉, 탄산음료를 흔들거나 충격을 가하면 용해된 CO2가 용액에서 빠르게 나와 거품을 형성하는 데 필요한 교란 또는 핵 형성 부위가 제공되어 탄산음료와 관련된 발포성 또는 기포가 발생합니다. 교란 또는 핵 형성 부위가 없으면 CO2 가스는 액체에 용해된 상태로 남아 기포를 형성하지 못하기 때문에 탄산음료에 충격을 주거나 교란을 가해야 기포가 생성됩니다.
안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.
탄산음료에 포함된 이산화탄소 가스는 압력이 감소하면 물에서 방출되어 거품이 생길 수 있습니다. 따라서 탄산음료를 개봉하거나 충격을 주면 병 안의 공기 압력이 떨어지게 되고 이산화탄소 가스가 방출되면서 거품이 생기는 원리입니다.
안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.
탄산을 액체속에 유지하기위해 고압상태로 포장이 되는데, 포장을 풀거나 충격을 가하면 액체 내의 탄산이 빠져나오며 거품을 만들게 됩니다.안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.
충격에서 발생하는 에너지가 탄산음료 내부 이산화탄소가 음료로 부터 벗어날 수 있는 에너지를 제공하기 때문입니다.
따라서 꼭 충격이 아니더라도 이산화탄소에 에너지를 제공할 수 있는 경우에는 거품이 발생할 수 있습니다.
안녕하세요. 김민규 과학전문가입니다.
최초 음료 공정에서 음료에 고압으로 이산화탄소를 녹여 놓습니다.
상온이되더라도 일시에 다 빠져나오지는 않으며 조금 불안정한 상태로 녹아 남아있게 됩니다.
그 때 음료를 흔들어 주게 되면 그 불안정한 상태에 있는 이산화탄소들이 조금씩 빠져나와 거품으로 보이는 것 입니다.
온도가 높을수록 압력이 낮을 수록 잘 빠져나오게 되기 때문에 거품이 더 잘 일어나게 됩니다.
안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.
탄산은 운동에너지(외력)가 없을때는 안정으로 존재하는데, 흔드는것과 같은 운동에너지(외력)가 가해지만 이산화탄소가 반응하여 급격하게 나오는 원리로 쏟아져 나오는 것입니다.
감사합니다.
