问题

把摇晃的可乐瓶放在冰箱里,排出的二氧化碳气体会根据惰性气体规则溶解回溶液吗?

回答
将摇晃过的可乐瓶放进冰箱,里面排出的二氧化碳气体是否会像对待惰性气体那样,按照某种“规则”重新溶解回溶液里,这个问题很有意思。其实,这并不是一个简单的“是”或“否”的问题,涉及到一些物理和化学的原理,而且“惰性气体规则”这个说法本身也需要稍微解释一下。

首先,我们得明白为什么摇晃过的可乐会冒泡。可乐里之所以有那么多二氧化碳,是因为生产商在制作过程中,通过加压的方式将大量的二氧化碳气体压入水中,形成一种叫做“碳酸”(H₂CO₃)的弱酸,但更准确地说,是溶解在水里的二氧化碳(CO₂)。这些溶解的二氧化碳就像一颗颗被压缩住的小气球,一旦瓶盖打开,压力骤降,它们就会挣脱束缚,以气体的形式冒出来,形成我们看到的那些诱人的气泡。

摇晃可乐瓶,本质上是在剧烈地搅动瓶内的液体和气体,加速了已经溶解在液体中的二氧化碳从液体中释放出来的过程。这就像你摇晃一个装满碳酸饮料的瓶子,瓶子里的压力会迅速升高,一部分二氧化碳会从液相跑到气相,瓶子里的“头部空间”也就是瓶盖下的那部分空间,会充满高压的二氧化碳气体。

那么,把这样一个摇晃过的、瓶内高压二氧化碳的可乐瓶放进冰箱,会发生什么呢?

冰箱的制冷作用,主要是降低温度。根据亨利定律(Henry's Law),在一定温度下,气体在液体中的溶解度与该气体的分压成正比。简单来说,温度越低,气体在液体中的溶解度就越大;反之,温度越高,溶解度就越小。

现在我们来分析一下:

1. 温度降低: 冰箱的温度远低于室温。根据亨利定律,较低的温度会“鼓励”更多的二氧化碳气体溶解到液体中。

2. 瓶内压力: 摇晃后,瓶内的气相空间里充满了高压的二氧化碳。即使冰箱的低温会促进溶解,但瓶内本身的压力也是一个关键因素。

关于“惰性气体规则”的解释:

你提到的“惰性气体规则”,可能是在说一些关于气体性质的通用原理。的确,很多气体在特定条件下会溶解在液体中,然后又会重新溶解。但“惰性”这个词在这里有点误导。二氧化碳并不是惰性气体(例如氦气、氖气等),它会参与化学反应,比如与水形成碳酸。但它确实比很多活性气体(如氯气)稳定得多,而且它的溶解和析出过程主要是物理性的,遵循溶解度规律。

结合起来看,当摇晃过的可乐瓶放进冰箱时:

初步反应: 刚放进去的时候,瓶内的气相空间仍然是高压的二氧化碳。由于瓶子是密封的,这个压力不会立即消失。
低温效应: 随着瓶内的可乐被冷却,二氧化碳在液体中的溶解度会显著增加。这意味着,一部分原本在气相空间里的二氧化碳,会开始倾向于重新溶解到冷却下来的液体里。
压力变化: 随着二氧化碳从气相溶解到液相,瓶内的气相压力会逐渐降低。
恢复平衡: 这是一个动态平衡的过程。低温在增强溶解能力,而溶解过程又会降低气相压力。最终,瓶内的二氧化碳会重新分配,一部分溶解在液体中,一部分保持在气相空间,直到达到在当前低温下、当前瓶内总二氧化碳量下的平衡状态。

然而,有个非常重要的点需要强调:

摇晃过的可乐,其内部的气体已经部分析出了。即使你把它放进冰箱,它并不会像一瓶未曾摇晃、里面还充斥着很多溶解但未析出的二氧化碳那样,一下子恢复到“原状”。

摇晃加速了析出: 摇晃让大量的二氧化碳从液体中释放出来,占据了瓶盖下的气相空间。
低温促进溶解: 冰箱的低温会使这部分已经析出的二氧化碳重新溶解回液体中。
最终结果: 最终,冰箱里的可乐(即使之前摇晃过)会比常温下摇晃过的可乐“稳定”得多,气泡冒出的速度会慢很多,甚至看起来好像没有那么“劲儿”了。这是因为低温大大提高了二氧化碳的溶解度,使得原本处于气相中的二氧化碳又被“收容”回了液体里。

所以,回到你的问题:

排出的二氧化碳气体会根据低温增加溶解度的物理原理,倾向于溶解回溶液中。但是,这并不是因为什么“惰性气体规则”让它“主动”回去,而是物理定律在起作用:低温环境使得二氧化碳在液体中的溶解度变大,从而驱动了这个过程。

你可能会注意到,如果摇晃得非常厉害,瓶内的压力已经很高,即使放进冰箱,在打开瓶盖的瞬间,还是会有一些气泡冒出来。这是因为摇晃已经释放了相当一部分二氧化碳,使得瓶内的总二氧化碳量(液相+气相)可能超过了在低温下所有二氧化碳都能被完全溶解的程度。另外,瓶子内壁可能还附着着一些微小的气泡,这些气泡在低温下也可能加速合并并上升,加剧了短时间的冒泡现象。

但是,总的来说,冰箱的冷却作用会显著减少打开瓶盖时二氧化碳的剧烈释放。瓶子里依然会有二氧化碳,但大部分会被“按捺”在液体里,只有在打开瓶盖、压力骤降时,才会以较慢的速度析出。

所以,不是“惰性气体规则”,而是“低温促进气体溶解”的物理规律在发挥作用。它帮助“收容”了那些摇晃时被“赶”到瓶盖下的二氧化碳。

网友意见

user avatar

这个问题本身就不对,摇晃后容易被可乐射一脸,并不是因为摇晃使得二氧化碳(CO2)释放出来了,题中说的“排出的CO2重新溶解”这个问题压根就不存在。


正常情况下打开一瓶可乐(不摇晃),其中的CO2释放是很缓慢的,因为CO2在液体内部析出是很难的,通常只有顶部液面附近的CO2才能快速释放。

但如果你开盖前摇一摇,摇晃会在可乐中产生很多小气泡,这些气泡增加了很多内表面,使得内部的CO2也能在气泡表面析出。这极大的增加了CO2的释放速度,所以此时开可乐很容易喷涌而出。

但是,CO2释放的本质驱动力是开盖产生的压强变化,这些小气泡只起加速作用(类似于催化剂)。因此在没开盖之前,由于没有压强变化,这些小气泡根本不影响可乐中的CO2释放。


可乐中能溶解多少CO2只取决于两点:1)气压(二氧化碳的分压);2)温度。多数情况下,温度越高或气压越低,溶解的CO2就越少,反之亦然(见下图[1])。

为了获得刺激的口感,可乐中确实含有过饱和的CO2,因此常温下可乐中CO2的平衡分压比较高,大约是4个大气压,可乐开盖时听到的“呲”的一声,就是高压气体释放的声音。而喝可乐时,由于嘴里只无法维持这个高压,过饱和的CO2会在你嘴里快速释放,这才产生了刺激感。

换句话说,这个气压差才是CO2释放的本质动力。

但是,对一瓶密封的可乐而言,你晃它两下既不会显著升温,又不会产生气压差。因此可乐并不会释放多少CO2,存粹是通过机械混合增加了一些气泡而已。

如果开盖降低气压,在有气压差的情况下,这些气泡确实能作为形核点,极大的增加CO2的释放速度,让可乐喷射而出。

但只要你不开盖,没有气压差这个本质驱动力,再多的气泡也不会促使CO2释放出来。等这些气泡慢慢浮起消失,可乐就会完全回到正常状态,此时开盖也不会被喷一脸。


一个小tip:可乐摇晃后,可以用手指弹一弹可乐瓶壁,避免小气泡黏在壁上,加速气泡消失,然后再开盖就不容易被喷一脸了。

该tip对无糖可乐不太管用,大概是因为阿斯巴甜降低了可乐的表面能,导致无糖可乐摇晃产生的气泡非常细小,大部分都悬浮于液体内部,而非黏在瓶壁上。

另外,这题根惰性气体规则有啥关系?

参考

  1. ^Dodds, W. S., L. F. Stutzman, and B. J. Sollami. "Carbon dioxide solubility in water." Industrial & Engineering Chemistry Chemical & Engineering Data Series 1.1 (1956): 92-95. https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/i460001a018?casa_token=bwconJAxfioAAAAA:DTOdqkFZDu1cGnk-h3DqTpiRfVe_I0Z5MY9H7sSjp9FgAu5ACVP2t-WINTP5hjYuwfOL0kX4PBZmu7g

类似的话题

  • 回答
    将摇晃过的可乐瓶放进冰箱,里面排出的二氧化碳气体是否会像对待惰性气体那样,按照某种“规则”重新溶解回溶液里,这个问题很有意思。其实,这并不是一个简单的“是”或“否”的问题,涉及到一些物理和化学的原理,而且“惰性气体规则”这个说法本身也需要稍微解释一下。首先,我们得明白为什么摇晃过的可乐会冒泡。可乐里.............
  • 回答
    你这个问题问得非常有意思,也很有代表性!确实,很多人都听过关于碳酸饮料和骨密度的说法,然后就琢磨着能不能通过一些“土办法”来减少潜在的危害。咱们先来捋一捋,为什么会有“碳酸影响骨密度”这个说法。主要有两个原因:1. 磷酸的潜在影响: 可乐这类碳酸饮料中,除了二氧化碳,还有一个关键的成分是磷酸。磷酸.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    这事儿说起来,还得从咱们熟悉的物理学说起,虽然听着挺“高深”,但其实道理很简单,就像我们在日常生活中经常遇到的事情一样。你把装着土豆的箩筐使劲摇晃几下,那些个头大的、圆乎乎的土豆,它们就像是“老大哥”,总喜欢往上凑;反倒是那些个头小、可能还有点棱角的小土豆,就安安稳稳地待在底下,好像知道自己“体轻力.............
  • 回答
    .......
  • 回答
    .......
  • 回答
    将日本军国主义与日本人民分开是正确的,但需要从历史、社会、文化等多维度进行深入分析,避免简单化或片面化的历史判断。以下从多个角度展开详细说明: 一、历史背景:军国主义是特定历史时期的国家政策1. 军国主义的定义 军国主义是指以国家为单位,将军事扩张、侵略战争作为核心政策的意识形态,通常伴随着.............
  • 回答
    这是一个非常有趣且富有想象力的问题,涉及到咖啡拉花(Latte Art)的艺术性和物理原理。答案是:理论上,如果你能精确地复制并反向执行每一个搅动步骤,并且咖啡液的性质(如粘稠度、温度、表面张力等)保持不变,那么在极小的范围内,以及在理论的完美假设下,是有可能将咖啡的图案“复原”一部分的。但实际上,.............
  • 回答
    “把别人的女友抢过来”在道德上是否正义,这是一个复杂的问题,牵涉到个人情感、人际关系、社会规范以及法律等多个层面。我们可以从以下几个方面来详细探讨: 道德层面:从普遍的道德观念来看,将他人已有伴侣的另一半“抢过来”通常被视为不道德的行为。原因如下: 违背忠诚和承诺的道德原则: 恋爱关系建立在双方.............
  • 回答
    把一副好牌打得稀烂,这是一种非常令人扼腕叹息的情形,无论是在什么领域,它都意味着将原本极具潜力、充满优势的局面,因为错误的决策、糟糕的执行或者自身的局限,最终导向了一个非常糟糕的结局,甚至一败涂地。我们可以从多个角度来理解和描述这种情形:一、 核心表现:优势的丧失与潜力的浪费最核心的表现就是,原本拥.............
  • 回答
    将高中哲学奉为绝对真理,这是一种非常有趣且值得深入探讨的设想。在现实生活中,这样做的人可能不多,但我们可以通过分析高中哲学的内容、其教育目的以及“奉为真理”所带来的影响,来详细阐述这种状态可能出现的情况。一、 高中哲学的内容及教育目的:首先,我们需要明确高中哲学通常涵盖哪些内容,以及它被教授的初衷。.............
  • 回答
    你提出的问题非常有趣,也触及了数字媒体和编程的本质!简而言之,答案是: 有规律,可以编写代码生成视频,但这远比你想象的要复杂得多。我们先来拆解一下你提到的现象,再深入探讨如何生成视频。 理解视频文件后缀更改后的“一串代码”当你将一个视频文件(比如 .mp4, .avi, .mov)的后缀改成 .tx.............
  • 回答
    把700人扔进一个有700只东北虎的东北虎园,绝大多数人会活下来,但并非所有人都能够毫发无伤地幸存。要详细分析这个问题,我们需要从几个关键方面来考虑:1. 老虎的行为和狩猎习性: 东北虎是顶级掠食者: 它们是强大的、经验丰富的猎手,主要以大型哺乳动物为食,如野猪、鹿、狍子等。 狩猎的必要性:.............
  • 回答
    这个问题看似简单,但牵涉到很多方面,直接回答“有没有错”其实有点过于绝对,更准确的说法是:这样做是合理的、常见的,但同时也需要考虑一些潜在的影响和沟通方式。我们来详细分析一下:一、合规性与必要性: 群聊的初衷: 群聊通常是为了方便当前团队或项目成员的沟通协作。一个已经离职的同事,不再参与公司的日.............
  • 回答
    非常抱歉,无论您把肌肉练到何种程度,都无法有效抵挡子弹。这是一个非常重要的误解,需要明确说明。科学解释为什么肌肉无法挡住子弹: 子弹的能量与速度: 子弹以极高的速度和能量飞行。即使是最低威力的手枪子弹,其动能也远远超过了人体肌肉组织所能承受的极限。子弹的能量集中在一个非常小的点上,能够瞬间穿透并.............
  • 回答
    将代码写得过于灵活,看起来似乎是开发者追求的理想状态,因为它能适应未来各种未知需求。然而,在实际的软件开发中,过度灵活的代码却常常是“一把双刃剑”,很多时候反而会成为问题,甚至导致开发者被上司批评。这背后的原因非常复杂,涉及到软件工程的多个方面。下面我将详细阐述“代码写得太灵活不好”以及为何会被上司.............
  • 回答
    把每年的4月12日定为“不用百度日”,这个想法很有趣,也触及了我们当下信息获取方式的一些核心议题。让我们来详细探讨一下这个提议的可能影响、动机以及如何具体实施。提议的动机与背景:这个提议的出现,很可能源于以下几个方面的考虑: 对过度依赖的警惕: 在中国,百度搜索引擎的普及度极高,几乎成为许多人获.............
  • 回答
    将几个著名作家的写作风格融进一篇文章中,这就像是在一个巨大的画布上,用来自不同大师的颜料和笔触去描绘同一幅画面。这是一种极具挑战性但同时又充满创造力的尝试,它能带来一种独特而丰富的阅读体验,但同时也伴随着潜在的风险。整体感觉:一种奇妙的、拼贴式的、充满惊喜但可能略显割裂的阅读体验。详细解读:1. 视.............
  • 回答
    将国内烂片的泛滥和动漫的幼稚简单粗暴地归罪于广电总局,这种说法固然有其道理,但 并非完全正确,或者说过于片面,忽略了更深层次的复杂原因。将问题完全归咎于一个部门,往往会简化对现实的理解,也难以找到真正有效的解决方案。为了更详细地阐述这一点,我们需要从以下几个方面进行分析:一、 广电总局在其中扮演的角.............
  • 回答
    北京改造成宇宙飞船?这想法挺有意思,但要实现起来,简直是科幻小说里的情节。咱们来掰开了揉碎了聊聊,看看这得是个多浩大的工程,人类大概还得摸索多少年才有可能触及一丝边际。首先,咱们得明白,北京有多大?它不是一个小村庄,也不是一个城市,它是一个庞大到以百公里计的区域,承载着几千万人口,无数建筑、道路、地.............

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有