Fikiria wakati wa mwisho ulikuwa na kitu cha kusherehekea. Ikiwa umependeza tukio hilo la kufurahisha, labda kinywaji chako kilikuwa kileo - na kizuri. Je! Umewahi kujiuliza ni kwanini inafurahisha sana kunywa glasi ya kitu kinachoweka mlolongo wa milipuko midogo mdomoni mwako?

Kioo cha kinywaji kizuri kimejaa fizikia, historia na utamaduni. Labda kwanza tulikutana na fizz pamoja na ugunduzi wa pombe, kwani ethanoli na dioksidi kaboni (CO₂) gesi ni mazao ya Fermentation. Kunywa vitu vyenye kaboni kwa raha - badala ya kukaa tu na maji - inaonekana kuwa kitu ambacho wanadamu hufanya tu.

Katika karne ya 17 Ufaransa, mtawa wa Wabenediktini Dom Pérignon alisafisha sana kile tunachojua sasa kama Champagne. Ilimchukua miaka mingi kukamilisha muundo wa chupa na cork ambao unaweza kuhimili shinikizo kubwa ambazo mchakato unahitajika. Katika divai inayong'aa, sehemu ya uchachu hufanyika baada ya kioevu kuwekwa kwenye chupa. Tangu CO₂ haiwezi kutoroka chombo kilichofungwa, shinikizo hujenga ndani. Kwa upande mwingine, hii inasababisha idadi kubwa ya gesi kufutwa ndani ya kioevu, kwa mujibu wa sheria ya Henry - sheria inayosema kwamba kiwango cha gesi kinachoweza kufutwa kwenye kioevu ni sawa na shinikizo.

Miongoni mwa mambo mengine, sheria ya Henry inaelezea kwanini wapiga mbizi wanaweza kupata ugonjwa wa kufadhaika ikiwa wataharakisha kupanda kwao juu: kwa kina kirefu, mwili unakabiliwa na shinikizo kubwa na, kwa hivyo, gesi huyeyushwa katika damu na tishu katika viwango vya juu. Halafu, wakati wa kuibuka, shinikizo linarudi katika kiwango cha mazingira, kama vile gesi 'hutoka' na kutolewa ili kuunda Bubbles zenye uchungu na zenye madhara mwilini. Vivyo hivyo hufanyika wakati tunapofungua chupa ya Champagne: shinikizo ghafla linarudi kwa thamani yake ya anga, kioevu kinasababishwa na dioksidi kaboni - na voilà, mapovu yaibuka!

Baada ya muda, wakati kioevu kinaendelea kutoa gesi, saizi ya Bubbles inakua, na maboresho yao huongezeka. Mara tu Bubbles zinapokuwa kubwa vya kutosha, haziwezi kukaa kukwama kwa mianya ya microscopic kwenye glasi ambapo iliunda mwanzoni, na kwa hivyo huinuka juu. Hivi karibuni, fomu mpya ya Bubble na mchakato hujirudia. Ndio sababu labda umeona minyororo ya Bubble ikitengeneza glasi za Champagne - na tabia mbaya ya vinywaji vyenye fizzy kwenda gorofa baada ya muda.

Kwa kushangaza, Gérard Liger-Belair, profesa wa fizikia ya kemikali katika Chuo Kikuu cha Reims Champagne-Ardenne huko Ufaransa, aligundua kwamba gesi nyingi zilizopotea angani katika divai inayong'aa haitoroki kwa njia ya mapovu, lakini kutoka kwa uso wa kioevu. Walakini, mchakato huu umeimarishwa sana na njia ambayo hupiga kuhimiza Champagne kutiririka kwenye glasi. Kwa kweli, ikiwa hakukuwa na mapovu, ingechukua wiki kunywa ili kupoteza dioksidi kaboni.

Tabia ya kupendeza ya Champagne inaweza kupatikana katika vinywaji vingine, pia. Linapokuja bia na maji ya kaboni, Bubbles hazitokani na kuchachuka lakini huletwa bandia kwa kuweka kioevu kwenye shinikizo kubwa na kiwango cha ziada cha dioksidi kaboni. Tena, ikifunguliwa, gesi haiwezi kukaa kufutwa, kwa hivyo Bubbles huibuka. Kaboni bandia iligunduliwa kweli na duka la dawa la Kiingereza la karne ya 18 Joseph Priestley - anayejulikana zaidi kwa kugundua oksijeni - wakati akichunguza njia ya kuhifadhi maji ya kunywa kwenye meli. Maji ya kaboni pia hutokea kawaida: katika mji wa kusini wa Ufaransa wa Vergèze - ambapo Perrier, chapa ya kibiashara ya maji ya madini, iko kwenye chupa - chanzo cha maji chini ya ardhi hufunuliwa na dioksidi kaboni kwa shinikizo kubwa, na huibuka kawaida.

Wakati kinywaji cha kaboni kikiwa na matajiri katika uchafu unaoshikamana na uso, unaojulikana kama wahusika, mapovu hayawezi kupasuka wakati yanafika juu lakini hujilimbikiza hapo kama povu. Hiyo ndiyo inayompa bia kichwa chake. Kwa upande mwingine, povu hii huathiri muundo, kinywa na ladha ya kinywaji. Kwa mtazamo wa mwili zaidi, povu pia huingiza kinywaji hicho, na kukiweka baridi zaidi kwa muda mrefu na kufanya kama kikwazo kwa kutoroka kwa dioksidi kaboni. Athari hii ni muhimu sana kwamba katika uwanja wa Dodger huko Los Angeles bia wakati mwingine hutumika na kichwa cha povu bandia. Hivi karibuni, watafiti wamefanya hivyo aligundua athari nyingine ya kupendeza: kichwa cha povu huzuia bia kumwagika wakati mtu anatembea na glasi wazi mkononi.

Dlicha ya uimara wetu ufahamu ya malezi ya Bubble katika vinywaji, swali linabaki: kwa nini tunapenda vinywaji na Bubbles? Jibu bado ni ngumu, lakini tafiti zingine za hivi karibuni zinaweza kutusaidia kuelewa. Mwingiliano wa dioksidi kaboni na vimeng'enya fulani vinavyopatikana kwenye mate husababisha athari ya kemikali ambayo hutoa asidi ya kaboni. Dutu hii inaaminika kuchochea vipokezi vingine vya maumivu, sawa na ile iliyoamilishwa wakati wa kuonja chakula cha viungo. Kwa hivyo inaonekana kwamba kile kinachoitwa 'kuumwa kwa kaboni' ni aina ya athari ya viungo - na wanadamu (ajabu) wanaonekana kuipenda.

Uwepo na saizi ya Bubbles zinaweza hata kuathiri maoni yetu ya ladha. Hivi karibuni kujifunza, watafiti waligundua kuwa watu wanaweza kupata kuumwa kwa asidi ya kaboni bila Bubbles, lakini Bubbles zilibadilisha jinsi vitu vikaonja. Bado hatuna picha wazi ya utaratibu ambao Bubbles huathiri ladha, ingawa wazalishaji wa vinywaji baridi wana njia za kurekebisha kiwango cha kaboni kulingana na utamu na asili ya kinywaji. Bubbles pia kuathiri kiwango ambacho pombe huingizwa ndani ya mwili - kwa hivyo ni kweli kwamba kinywaji cha kupendeza kitakufanya ujisikie umechoka haraka.

Kwa kadiri tunavyohusika, hii yote inatoa udhuru mkubwa wa kuzungumza juu ya fizikia. Tunafurahiya vinywaji vyenye kupendeza pia, kwa kweli - lakini kibinafsi, tunasherehekea kuongeza kugusa kwa sayansi kwa somo ili watu wengi waweze kuielezea. Nini zaidi, vinywaji vyenye bubbly vina matumizi mengi ya vitendo. Ni muhimu kwa mbinu zingine za kuchimba mafuta; kwa kuelezea milipuko ya mauti chini ya maji inayojulikana as milipuko ya limnic; na kwa kuelewa jiolojia nyingine nyingi matukio, kama vile volkano na visima vya maji, ambao shughuli zao zinaathiriwa sana na malezi na ukuaji wa Bubbles za gesi kwenye kioevu kinachoibuka. Kwa hivyo, wakati ujao unaposherehekea na kubisha glasi ya kupendeza, hakikisha kujua kwamba fizikia inachangia jumla ya furaha ya kibinadamu. Afya!

kuhusu Waandishi

Roberto Zenit ni mtafiti na profesa wa uhandisi katika Chuo Kikuu cha kitaifa cha Uhuru cha Mexico, na mwenzake wa Jumuiya ya Kimwili ya Amerika. Kazi yake imechapishwa katika Jarida la Mitambo ya Maji na Mwili wa mapitio ya Kimwili, kati ya wengine wengi. 

Javier Rodríguez Rodríguez ni profesa mshirika na Kikundi cha Mitambo ya Fluid ya Chuo Kikuu cha Carlos III cha Madrid. Kazi yake imeonekana katika Jarida la Mitambo ya Maji, kati ya machapisho mengine mengi. 

Makala hii ilichapishwa awali Aeon na imechapishwa tena chini ya Creative Commons.

Vitabu kuhusiana

at InnerSelf Market na Amazon