Mentourile și Diet Coke Geyser P Wayne Schmidt. Experimente, cu imagini, pentru a descoperi cum să faci cea mai înaltă erupție.

wayne


În timp ce experții susțin cine a descoperit pentru prima dată că scăderea mentelor Mentos în cocsul alimentar creează o erupție explozivă de spumă, multe referințe susțin că efectul a fost popularizat inițial de Lee Marek în emisiunea David Letterman. Eu însumi nu am știut niciodată despre asta până nu am văzut o emisiune de televiziune Mythbusters în 2007 în care au stabilit un record producând un gheizer care a atins 29 de picioare. (Ei susțin, de asemenea, că au lovit 34 de picioare susținând sare de rocă pentru Mentos.) Intrigat, am început să caut pe internet informații despre relația dintre numărul de Mentos scăzut într-o sticlă de 2 litri de Coca-Cola dietetică și înălțimea rezultatului. erupţie. Nu am găsit nimic în zeci de căutări. La fel de frustrant, nu am putut găsi nicio informație cantitativă dacă Mentos funcționează mai bine în sifon rece sau cald, dacă Mentos ar trebui să fie înghețat sau cât de bine funcționează cu adevărat înlocuirea sării de masă cu Mentos, pe care unii oameni o recomandă.

Am creat această pagină pentru a răspunde la aceste întrebări printr-o serie de experimente ale căror rezultate sunt verificate prin fotografii ale testelor efective. Sper să vi se pară interesant și distractiv. Dar mai intai. o mică teorie:


Ce cauzează un mentor și un gheizer de cocs?

Uită-te la interiorul unui pahar de sifon și vei vedea fluxuri de bule care apar ca prin magie din anumite locuri din interiorul paharului. Învârteți sifonul și cursurile continuă să se formeze în aceste locuri. Acest lucru se datorează faptului că există o pată ascuțită de praf sau o porțiune în partea laterală a sticlei, care acționează ca o sămânță pentru dioxidul de carbon gaz dizolvat în sodă pentru a fi eliberat. Într-un pahar nou, pot exista mai puțin de o duzină de astfel de locații, iar rata de dioxid de carbon care iese din sodă va fi lentă. În consecință, paharul va rămâne frizat pentru o lungă perioadă de timp. Într-un pahar murdar sau unul vechi, cu multe ciocniri, vor exista mai multe site-uri unde se pot forma și scăpa bule. În acest pahar, clocotirea va fi mai rapidă și sifonul își va pierde fizz-ul mai repede.

Dacă te-ai uita la suprafața unui mentos de mentă sub microscopul electronic, ai vedea că învelișul de bomboane care îl acoperea era foarte dur. Această structură creează zeci de mii de site-uri ascuțite pe care se pot forma bule. Acesta este motivul pentru care mentosul face ca băuturile răcoritoare să spumeze atât de violent: oferă o multitudine de site-uri pentru a elibera carbonatarea. Acesta este un efect fizic predominant cauzat de structura cojii, mai degrabă decât unul dominat de efecte chimice.

Imaginea de mai sus arată suprafața unui mentos mărit de 173 de ori.
(Distanța dintre cele două săgeți mici este de 0,001 inci.
Cele mai mici detalii au un diametru mai mic de 1/10.000-inch,
De 40 de ori mai mică decât grosimea unui păr uman.)
Arată mai degrabă decât suprafața lunii decât a
suprafață poroasă sugerată de majoritatea descrierilor.

Deoarece imaginea de mai sus nu prezintă suprafața marcată cu pock pe care o așteptam, am început să mă întreb dacă suprafața se dizolvă rapid și fiecare dintre particulele minuscule eliberate creează un site pentru formarea bulelor. Un astfel de proces ar crește considerabil numărul de site-uri produse. Am studiat mentourile ținute de suprafața interioară a unui pahar de Coca-Cola dietetică și am văzut că această teorie „dizolvare” nu este respectată. Bulele se formează numai pe suprafața mentosului. Dacă teoria dizolvării ar fi corectă, atunci ar exista un nor difuz de bule care se formează în jurul mentosului.

În timp ce unele referințe susțin că o singură mentă oferă „mii” de site-uri de formare a bulelor, în timp ce altele susțin „milioane”, imaginea de mai sus permite o estimare mai precisă. Presupunând că fiecare dintre punctele vizibile din imagine este un site de nucleație, apoi pe baza suprafeței unui mentos (1,3-inch inch) și a scării imaginii este posibil să se numere numărul de puncte, înmulțiți-le cu factorul de scară de suprafață și ajungeți la numărul de site-uri de aproximativ 833.644. Am încercat să verific fotografic acest lucru făcând fotografii cu procesul de fizzing, dar problemele de focalizare și interferența cu bule au împiedicat-o. Prin observarea procesului cu lentile de mărire, estimez că cele mai apropiate site-uri de surse de bule sunt de ordinul a 0,001 inci. Acest lucru sugerează un număr de situri de nucleație mai apropiat de 500.000 per mentos.


În timp ce gheizerii mentos pot fi creați folosind orice lichid carbogazoasă, cola de dietă funcționează cel mai bine, deoarece machiajul lor chimic unic creează cea mai violentă reacție și o spumă fină și stabilă, ușor de văzut. În emisiunea Mythbusters despre gheizerii Mentos au descoperit că benzoatul de potasiu (conservant), aspartamul (îndulcitor artificial) și cofeina din dieta Coca-Cola au contribuit la crearea unei eliberări explozive de spumă. Ingredientele rămase au avut un efect redus sau deloc. Ei au mai susținut că guma arabă și gelatina din Mentos contribuie, de asemenea, la acțiunea de spumare. Cu toate acestea, au determinat acest lucru turnând fiecare dintre aceste ingrediente în sifon și observând că a rezultat o anumită spumă. Deoarece aceste două ingrediente sunt conținute în centrul chewy al mentosului, au ajuns la concluzia că acestea au contribuit și la gheizer. În aceasta cred că s-au înșelat.

Gheizerii Mentos durează doar câteva secunde, cu atât mai puțin dacă se folosește sifon încălzit (vă rugăm să vedeți mai jos). Această scală de timp este mult prea scurtă pentru ca interiorul Mentosului să reacționeze cu sifonul. Acest lucru este confirmat de un experiment (de mai jos) în care au fost folosiți Mentos tăiați în loc de Mentos întregi. Dacă guma arabă și gelatina ar crește spumarea, cele sparte, care expun mult mai mult din aceste două substanțe chimice la sodă, ar produce gheizeruri mai mari. Nu au făcut-o. Acest lucru este verificat și de un alt experiment în care exteriorul unui Mentos este îndepărtat. Rezultatul: spumă mică sau deloc.

Reacția de spumare din Mythbusters de la acești doi compuși a fost cel mai probabil rezultatul modului în care au fost adăugați la sifon, ceea ce a fost diferit de simpla aruncare a unui nucleu de mentos în.

Mentourile au fost lansate pentru prima dată în anii 1950 de către Perfetti Van Melle Corporation din Olanda. Acestea constau dintr-o coajă subțire, dură, care acoperă un interior chewy. Doar mentourile cu aromă de mentă creează gheizeruri de cocs dietetic. Mentosurile cu aromă de fructe au un strat suplimentar care împiedică scoicile lor să producă explozia necesară de bule.

Minturile Tic Tac funcționează și ele, dar dimensiunile lor reduse le fac dificile de manevrat.

În fiecare experiment, sticla de dietă Pepsi (era la vânzare la jumătate din prețul dietei Coca-Cola) a fost deschisă ușor și încet chiar înainte de a lăsa mentosurile în ea pentru a se asigura că conține cantitatea maximă de carbonatare. Mentourile au fost plasate într-un tub, astfel încât să poată fi aruncate rapid în sticlă.

Am încercat o țeavă de 3/4-inch din PVC și am descoperit că este prea largă și a permis Mentosului să se întoarcă lateral și să se blocheze. Tuburile de jumătate de centimetru erau prea mici. Rulând panoul afișului în jurul tubului cu diametrul de 1/2-inch am ajuns cu un tub de hârtie rigid care avea diametrul perfect. Mentourile trebuie încărcate împingându-le în jos. Dacă le aruncați din partea de sus, veți face ca doi dintre ei să se blocheze lateral și nu vor cădea curat în sticlă. Odată încărcat, partea inferioară a tubului a fost acoperită cu o bucată mică de afiș, unitatea plasată peste capătul deschis al sticlei de Coca-Cola și hârtia a fost îndepărtată pentru a lăsa Mentos să cadă în sticlă într-o linie solidă.


Care este relația dintre numărul de Mentos scăzut într-o sticlă de 2 litri de dietă cola și înălțimea gheizerului rezultat?

Primul experiment a constat în aruncarea 1, 5, 10, 15 și 20 Mentos în sticle de dietă Pepsi și înregistrarea înălțimii fiecărui gheizer.

Un mentos a creat un gheizer care avea 2 picioare înălțime, 5 au creat un gheizer de 9 picioare, 10 o fântână de 12 picioare, 15 un 14 picioare și 20 de mento au produs un gheizer de 15 picioare. Ambele erupții de 15 și 20 de mentos au fost atât de violente încât ultimele mentos din fiecare caz au fost suflate din sticlă înainte ca acesta să poată reacționa cu sifonul. Acest lucru, precum și reducerea randamentelor de la creșterea numărului de mentos utilizate, sugerează că numărul optim de mentos pentru cel mai ridicat regim de gheizer de cocs este 20. Mai multe pot produce o fântână puțin mai înaltă, dar este la fel de probabil ca mentosurile suplimentare să fie evacuate și pierdut.

Prețul plătit pentru înălțimea erupției mentos este durata. Erupția cu 1-mentos a durat 10 secunde. Erupția de 20 de mentos a durat doar două.


Cât de consistenți sunt gheizerii mentos?

Repetând gheizerul cu 5-mentos de trei ori, am descoperit că toate se aflau la un metru unul de celălalt.


Spargerea mentourilor crește înălțimea gheizerului?

Nu. Spargerea a 5 mentosuri în 4 bucăți a produs fiecare un gheizer care era la fel ca gheizerele din 5 mentos întregi.

Privind secțiunea transversală a unui mentos:

arată că este alcătuit dintr-o coajă exterioară subțire, albă, dură și un miez mai moale. Șlefuirea învelișului exterior dintr-un mentos și spălarea acestuia o secundă, apoi aruncarea fiecăruia într-o sticlă de dietă Pepsi au produs următoarele două erupții, comparativ cu un gheizer normal cu 1 mentos:


De la stânga la dreapta: 1 mentos normal, 1 mentos cu exteriorul
acoperire șlefuită și un mentos cu acoperirea exterioară
spălat.

Acest experiment demonstrează că doar învelișul exterior subțire este cel care provoacă efectul de izvor. Spargerea de mentos crește doar cantitatea de material non-reactiv din interior, astfel încât nu are niciun efect.


Zingul liber mentos crește înălțimea gheizerului?

Nu pentru mine. Un gheizer cu 5 mentos care utilizează mentos înghețat a ajuns încă la doar 9 picioare. Acest lucru a fost surprinzător, deoarece m-am așteptat ca învelișul înghețat să rupă mentosurile din șocul termic expunând ambele părți pe măsură ce a căzut în soda relativ caldă, crescând astfel foarte mult suprafața de reacție.


Temperatura cu soda influențează înălțimea gheizerului?

Da! Foarte mult! După cum arată următoarele imagini:

Imaginea din stânga este un gheizer cu 5 mentos folosind sifon la temperatura camerei (70 grade F.), imaginea din mijloc era cu sifon rece la frigider (38 grade F.), iar cea din extrema dreaptă era din sifonul lăsat în soarele până la 110 grade. Această ultimă erupție de mentos a lovit cu ușurință 16 metri. Ceea ce este remarcabil la acest test este că dovedește că creșterea temperaturii sifonului este o tehnică mult mai puternică pentru crearea celor mai înalte fântâni decât creșterea numărului de mentos.

AVERTIZARE.
Încălzirea unei sticle de băuturi carbogazoase este extrem de periculoasă.
Nu încercați niciodată. A face acest lucru este extrem de periculos și
poate provoca vătămări grave sau moartea.


Forează găuri în mentos și le înșiră pe o înălțime de gheizer cu sârmă?

Da. Cinci mentos înșirate pe un fir:

și a căzut într-o dietă cola de 2 litri produsă de următorul gheizer:

Cinci mentos libere produc de obicei un gheizer cu o înălțime de 9 metri. Încordarea lor pe un fir a redus acest lucru la 7 picioare. Acest lucru s-ar putea să fi fost cauzat de găurile forate, reducând cantitatea de coajă care ar putea reacționa cu sifonul sau de faptul că mentosul nu este liber să se separe și să expună toată suprafața lor la sodă. Prea rău. Acesta ar fi un mod ușor de a încărca un număr mare de mentos într-o sticlă.


Sarea funcționează la fel de bine ca mentos?

Nu pentru mine. Folosind aceeași greutate de sare de masă ca 5 mentosuri a produs următorul gheizer slab:


După ce am revizuit emisiunea Mythbusters despre mentos/gheizerele de cocs dietetic, am aflat că au folosit sare de piatră, mai degrabă decât sare de masă, în testul lor, care ar fi creat un gheizer de 34 de metri. Am repetat experimentul de mai sus folosind 5 mentos (15 grame) versus 15 grame de sare de rocă. Următoarele imagini arată rezultatele:

Imaginea din stânga este un gheizer Mentos, iar dreapta este gheizerul cu sare de piatră. Mentorii câștigă cu o mică marjă. Bănuiesc că ceea ce s-a întâmplat cu experimentul Mythbusters este că sifonul folosit cu sarea de rocă a fost cu câteva grade mai cald decât cel care a primit Mentos.

(Notă: fundalurile din aceste imagini arată diferit decât în ​​restul imaginilor de pe această pagină, deoarece acest experiment a fost realizat într-o altă locație.)


Coca-Cola funcționează mai bine decât dieta Pepsi?

Da. Gheizerii cu cocs dietetic au crescut în medie cu 10% mai mult decât dieta Pepsi. De asemenea, am încercat dieta Albertson MAX Cola și am constatat că produce gheizere de mentos mai mici decât dieta Pepsi sau dieta Coca-Cola. (Din acest moment am folosit doar Coca-Cola dietetică pentru experimente.)

Cele mai înalte mentosuri și gheizerele de cocs dietetic sunt create folosind 20 de mentos aruncate în Coca-Cola dietetică fierbinte. Punând toate acestea laolaltă a produs următoarea erupție care a lovit 25 de picioare:

După ce gheizerul s-a potolit, am numărat 9 mentouri care fuseseră expulzate de coloana explozivă de spumă care împingea în sus, indicând din nou că temperatura ridicată a dietei Coca-Cola era mai importantă pentru înălțimea fântânii decât încercarea de a împinge un număr mare de mentos în sticlă.


Montarea capătului unei sticle de dietă Coca-Cola cu o duză creează gheizeruri mai mari?

Da. Am făcut o duză căptușind o diblă cu diametrul de 7/8-inch cu bandă din folie de aluminiu cu adezivul orientat spre exterior. Apoi l-am înfășurat cu o bucată lungă de 6 x 11 inci și am acoperit exteriorul cu mai multă bandă de folie. Am tras apoi tubul de pe diblă, l-am tăiat la 6 inci lungime și l-am atașat la capacul unei sticle de Coca-Cola cu o gaură cu diametrul de 7/8 inci tăiată în ea cu încă o bandă de folie. În cele din urmă, am tăiat două crestături "V" la capătul tubului pentru a-l închide până la deschiderea cu diametrul de 3/4 inch. Aceasta a oferit o reducere a suprafeței cu 20%, care ar trebui să ofere o viteză de evacuare mai mare cu 20%.

Douăsprezece mentos au fost încărcate în duză și ținute în poziție de un știft de cusut împins până la capăt prin ea.

Tragerea știftului eliberează mentourile, care cad foarte repede și curat în sticla de dietă Coca-Cola. Iată rezultatul folosind dieta Coca-Cola încălzită la 130 de grade F.:

În măsura în care pot determina această fântână de mentos a lovit 27 de picioare. Partea cea mai înaltă a coloanei este greu de văzut, deoarece erupția a fost atât de violentă încât curentul a fost suflat într-un spray fin.

Viteza cu care duza alimentează mentos în sticlă este considerabil mai rapidă decât sistemul de alimentare cu tub folosit mai devreme, astfel încât mai multe mentos pot fi aruncate înainte ca spuma să se ridice din primele mentos împiedică intrarea ultimului mentos în tub. Cu livrarea duzei, până la 15 mentos ar putea fi aruncate în siguranță în sticlă.

Această duză a avut două probleme. În primul rând, au existat mai multe muchii ascuțite care au creat fără îndoială turbulențe, scăzând astfel viteza de evacuare. În al doilea rând, puterea erupției a fost atât de mare încât a rupt miezul interior al duzei și a aruncat-o în aer. (Îl puteți vedea ca un mic obiect alb indicat de săgeata neagră din fotografia de mai sus.) Acest lucru a trebuit să perturbe fluxul și să reducă înălțimea erupției.

Cu toate acestea, duza a funcționat atât de bine încât am construit câteva altele:

De data aceasta a fost folosit un dispozitiv de ridicare din plastic. În total, am făcut 4 cu orificii de evacuare cu diametru diferit, realizate din chit epoxidic: 0,75 inci, 0,68 inci, 0,60 și 0,50 inci în diametru. Tubul drept din stânga (orificiul de .75-inch) a funcționat cel mai bine. Contrapresiunea creată de duzele mai constrângătoare a redus înălțimea mai mult decât viteza crescută de evacuare a crescut-o. Iată cum a funcționat folosind 13 mentos și dietă Coca-Cola încălzită la soare la 133 de grade F.:

Cea mai bună estimare a mea este că acest flux a atins 30 de picioare. Este îndoielnic că mai mult de 12 mentos ar putea intra în sticlă. Reacția primelor mentos cu sifonul fierbinte este atât de violentă, încât am fost surprins de următoarele 11 intrări.

Am repetat acest test în zilele fără vânt, trăgând gheizerul de mentos lângă un șir cu baloane de heliu atașate la fiecare zece picioare pentru măsurarea exactă a înălțimii și am găsit înălțimea de 30 de picioare ca fiind exactă. Creșterea numărului de mentos de la 12 la 15 nu a crescut înălțimea fântânii, deoarece ultimele trei au fost evacuate înainte de a reacționa cu dieta Coca-Cola. Variația înălțimii de la lovitură la lovitură a fost de un metru și jumătate, în funcție de temperatură, dimensiunea mentosului (nu sunt toate la fel), viteza cu care am putut atașa duza la sticla de Coca-Cola, diferențe în cantitatea de carbonatare din sticlă și așa mai departe.


Devenind puțin ciudat:

În timp ce creează cele mai înalte mentosuri și diete, gheizerul Coca-Cola este distractiv, în niciun caz nu epuizează posibilitățile de divertisment ale acestui fenomen. Două lucruri pe care le-am încercat sunt tăierea vârfului unei sticle de Coca-Cola dietetică pentru a face o deschidere cu diametrul de 3 inci și aruncarea 75 de mentos în ea.

Ideea era să obținem o coloană scurtă, dar grasă, de spumă. Acesta a ajuns puțin prea scurt. Data viitoare voi tăia gaura mai mică.

Apoi, am încercat să construiesc următoarea armă teroristă din lume, lipind un cot și o lungime scurtă a țevii din PVC în partea superioară a duzei folosite în experimentele anterioare pentru a face un pistol cu ​​spumă.

Se pare că și acesta are nevoie de mai multă muncă. Turbulențele provocate de cotitura bruscă au spart râul. Poate că utilizarea unei duze de eșapament mai lungi ar forma-o mai bine.


Mentos și rachete de cocs dietetic?

Îmi pare rău, oameni buni. Nu va funcționa. Folosind cocs dietetic de 75 de grade, cea mai bună duză și 12 menturi, cea mai mare forță pe care am înregistrat-o a fost de 1,6 kilograme. Presupun că acest lucru ar putea fi mărit până la probabil până la 2 kilograme prin optimizarea designului duzei, dar cam atât. Având în vedere că o sticlă de 2 litri de Coca-Cola de dietă cântărește peste 4 kilograme, de două ori forța maximă posibilă, trebuie să concluzionez că această idee nu va funcționa.


Gânduri finale:

Mentos și gheizerele de cocs de dietă explodează din sticlă cu o viteză incredibilă. Măsurătorile înălțimii gheizerului dintr-o secvență de fotografii realizate la fiecare 0,2 secunde arată că viteza de evacuare inițială este de 22,5 picioare pe secundă. Sună rapid, dar convertit în mile pe oră este de numai 15,3 mph. Totuși, accelerează la acea viteză în numai 0,2 secunde. Asta înseamnă 3,5 G, despre ceea ce experimentează naveta spațială. Pentru persoanele care sunt mai interesate de sporturile cu motor care echivalează cu un dragster care face un sfert de mile în 4,8 secunde; un timp respectabil, deși departe de clasa mondială.

Crearea de mentos și dietă Fântânile de cocs este distractiv. dar nu este ieftin. De la 1,00 USD până la 1,50 USD pe gheizer, care durează doar 3 secunde, înseamnă că acest spectacol poate costa până la 1800,00 USD pe oră dacă se face în mod continuu.

În timp ce această jucărie cu tub de gheizer părea că va funcționa bine, în practică am avut multe probleme cu ea.

În primul rând, tubul este puțin mic, astfel încât să se blocheze niște Mentos. Acest lucru poate fi evitat prin testarea fiecărui Mentos pentru a fi folosit din timp pentru a vă asigura că cade în mod curat, dar asta este o problemă.

În al doilea rând, cel mai înalt gheizer pe care l-am obținut a fost de 16 picioare, departe de cel de 25 de picioare revendicat pe ambalaj.

În cele din urmă, racheta de spumă a fost suflată în lateral imediat ce a degajat tubul. Mă îndoiesc dacă s-a ridicat mai mult de 4 picioare de la sol.

Această jucărie a fost foarte dezamăgitoare și nu o pot recomanda.


(Faceți clic pe site-ul principal pentru a răsfoi alte 70 de subiecte, de la modele exotice de caleidoscop până la lumea ciudată a viselor lucide.)