Zitat von Zephyr im Beitrag #21Wenn ich das mal sooffen zugeben darf,ist mir die phsysikalische Begründung nicht geläufig. Aber ich lerne gerne dazu.
C4
Also gut, Du hast es so gewollt :
Jedes Gas löst sich in einem bestimmten Verhältnis in Wasser. Das Raoultsche Gesetz sagt darüber etwas aus - kannste selbst nachlesen.
Wenn der Druck erhöht wird, löst sich mehr Gas, wenn er abgesenkt wird, löst sich weniger. Es bildet sich also ein Gleichgewicht, was z.B. die Kohlensäure (besser: das CO2 ) im Wasser gelöst hält. Sagen wir einfach mal, es bildet sich ein Überdruck von 2 bar . Dann wird beim Erwärmung der Druck steigen, und bei Abkühlung wird er wieder sinken. Es wird sich immer wieder das gleiche Verhältnis einstellen. Richtiger Champagner muß, wenn ich das richtig weiß, einen Druck von 14 bar haben, sonst isser nicht echt.
Gut, weiß jeder soweit . . . . . aber warum geht die Richtung Gasfreisetzung so schnell und die Richtung Gaslösung langsam ?
Das liegt an der Diffusionsfähigkeit des Gases innerhalb der Flüssigkeit. Wir betrachten erstmal die Gaslösung:
Im Bierwerk wird Kohlensäure unter Druck in das Bier eingebracht. Dazu sind die Werke nicht zimperlich, es wird mit richtigen Drücken und echten Druckbehältern gearbeitet.
Die Kohlensäure drückt nun auf den Flüssigkeitsspiegel und löst sich im Bier. Schon nach kurzer Zeit ist die oberste Flüssigkeitsschicht mit Kohlensäure gesättigt und baut lokal einen enormen Gegendruck auf, der das weitere Lösen zunächst verhindert. Für das Gas ist also die Flüssigkeit schon gesättigt, weil es an die unteren Schichten nicht dran kommt.
Mit der Zeit verteilt sich aber das Gas innerhalb der Flüssigkeit und die Oberfläche entarmt an Kohlensäure. Dadurch wird der Weg frei für weitere Löslichkeit usw. Irgendwann ist es dann geschafft und es herrscht wieder Gleichgewicht.
Nun der umgekehrte Weg: jemand öffnet die Flasche oder Dose und der Druck des Gases fällt rapide ab: es zischt !
Jetzt ist das Gleichgewicht gestört und das Gas möchte gerne ausperlen. Es wird durch das bißchen Flüssigkeit auch nicht daran gehindert. Das Bier macht ohne weiteres Platz, hebt sich einfach in die Höhe und die entstandene Blase kann entweichen. Es entsteht im Bruchteil von Sekunden eine riesige Oberfläche, zusammengesetzt aus tausenden Bläschen, die dem Gas die Möglichkeit gibt, zu entweichen. Der Vorgang ist ruckzuck vorbei und es herrscht wieder Gleichtgewicht. Bei sehr großen Behältern übrigens ist das nicht so einfach ! Wenn dort im unteren Bereich noch viel angereicherte Flüssigkeit ist, die durch den statischen Druck am Ausperlen gehindert wird, dann ist es sehr gefährlich, diesen Behälter umzurühren. Denn spontane Gasfreisetzung ist dann das Ergebnis. Im Tankbau nennen wir das den Roll-over Effekt. Davon sind Lagertanks schon kaputt gegangen!
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Und nun kommt Serpel ins Spiel. Er reißt voller Durst den Kühlschrank auf und wirft die geschlossene Dose zu Boden . Nun kommt es lokal an vielen Stellen zu enormen Druckanstiegen durch den Stoß und die Flüssigkeit (eben das Bier) schwappt wild herum. Könnte man mikroskopisch messen, würde man lokal enorme Flüssigkeitsgeschwindigkeiten verzeichen!
Diese starken Beschleunigungen führen immer senkrecht zur Strömungsrichtung zu starkem Druckabfall (Gesetz von Bernoulli, ebenfalls Schweizer, der aber nicht mit Bierdosen geworfen hat).
Diesen Druckabfall nutzt die Kohlensäure sofort, um aus der Flüssigkeit zu entweichen. Das geht, wie oben schon ausgeführt, blitzschnell.
Dann herrscht wieder Ruhe in der inzwischen verbeulten Dose und das Gas steht unter enormen Druck. Es muß sich nun über den Faktor Zeit langsam wieder lösen. Man kann das beschleunigen, indem man die Dose ganz leicht bewegt, langsam auf den Kopf stellt und wieder zurück. Zu arg darf man es nicht treiben, sonst treten wieder zu hohe Geschwindigkeiten in der Dose auf.
Außerdem kriegt man kalte Hände davon .
Würde man den Druck der ungeöffneten Dose nach solche einem Vorfall messen, könnte man gemäß des Raoultschen Gesetzes ausrechnen, wie schnell das Bier geschwappt hat.
Bis zur Rautenreihe ##### ist alles nachvollziehbar.
Die geworfene Dose ist ja ein geschlossenes System unter einheitlichem Druck, so daß eine Druckerhöhung an sich ohne Änderung des Behältervolumens kaum nachvollziehbar ist. Ich verstehe das jetzt so, daß es die Beschleunigung von Flüssigkeitsströmen, verbunden mit Druckabfall in der Gegenrichtung ist, die zur Druckerhöhung führt.
Daraus ergeben sich Detailfragen : Nach meinem Verständnis sind Flüssigkeiten nicht komprimierbar. Es könnte demnach keine Druckveränderungen geben, es sei denn, das gelöste Gas würde seine Gaseigenschaft behalten und damit das Flüssigkeits-Gasgemisch komprimierbar machen. Jetzt könnte es zu Druckveränderungen und einer Enntmischung von Flüssigkeit und Gas gemäß Deiner Erklärung kommen.
Damit könnte sich dann der Druck inn der "Luftblase" über dem Bier deutlich erhöhen und schlagartig entweichen, öffnete man die Dose jetzt. Allerdings wäre damit nicht erklärt, warum sich die übrige "Gasladung" ebenfalls viel eiliger aus dem Bier löst, als bei nicht gefallener Dose (die Beule halte ich hier für eher unerheblich, vergleiche Glasflasche mit gleichem Entladungseffekt). Bliebe zur Erklärung nur das in der Dose noch in Bewegung befindliche Flüssigkeits/ Luft Gemisch, daß dadurch Druckunterschiede in der (komprimierbaren ?) Flüssigkeit bewirkt, die eine schnelle Entmischung begünstigt ???
Übrigens könnte das auch erklären, warum man ein Weizenbier laaangsam einschenkt, um viel Schaum (also die Entmischung) zu vermeiden.
Kann man das so sagen? Ist das Gemisch komprimierbar?
I love Wenne und C4. Und Serpel möcht ich auffordern, diese Behauptungen gedanklich sauber zu überprüfen und eine angemessene wissenschaftlich hergeleitete Antwort zu verfassen.
Den gibz ned in Dosen, und Kohlensäure is auch wenich drinnen. Ma muass ned drüber nachdenken, ob ma ihn aufmachen kann, und mehr Dioptrien hater auch als das dalkerte Bier.
Zitat Nach meinem Verständnis sind Flüssigkeiten nicht komprimierbar. Es könnte demnach keine Druckveränderungen geben,
Ja und nein.
Ja, Flüssigkeiten sind nicht (oder kaum) komprimierbar.
Nein, es ergeben sich durchaus Druckveränderungen. Der Druck ist innerhalb bewegter Flüssigkeiten nicht einheitlich. Betrachte ein fließendes Gewässer. Es hat keine glatte, spiegelnde Oberfläche, sondern Wellen, Kräuselungen und alles mögliche.
Diese ungleiche Oberfläche entsteht durch die Druckunterschiede, die durch die unregelmäßige Strömung erzeugt werden. Das sind nicht nur die Steine am Flußgrund, sondern auch Turbulenzen, die durch die Strömung selbst entstehen - selbst wenn der Boden glatt ist, wie der einer Badewanne.
Und überall dort, wo lokal der Druck etwas absinkt, entweicht sofort das gelöste Gas. Nicht vollständig, aber soviel, wie es dem Gleichgewicht an genau dieser Stelle entspricht.
Dadurch, daß es zur Blasenbildung kommt, kann sich die Geschwindigkeit noch erhöhen und den Effekt noch vergrößern. Ich erinnere mich in meiner Jugend an die Jamaika-Kola, ein schreckliches Gesöff aus Luxembourg oder Belgien. Da konnte es passieren, daß eine geschüttelte Dose, beim Aufreißen erst noch normal überlief und schäumte und sich der Vorgang dann verselbstständigte. Beim Zeltlager hat ein Klassenkamerad es geschafft, mit der Dose von unten unter eine Brücke zu spritzen und hat anschließend vielleicht noch zwei Finger breit Getränk in der Dose gehabt.
Also wie gesagt, durch den Anstoß kommt es in der Flüssigkeit zu Schwappeffekten mit Beschleunigungen und Druckunterschieden. Der Gesamtdruck an jeder Stelle bleibt gleich, das ist wahr. Aber der statische Druck ändert sich mit dem dynamischen Druck in umgekehrter Richtung. Und dadurch perlt das Gas aus.
Im nächsten Moment ist der Gesamtdruck im Gefäß gestiegen, weil das Gas ausgeperlt ist. Aber dann ist es schon zu spät. Das Sichwiederlösen dauert. Und der Druck steht länger an. Sehr vernünftig, jetzt die Dose nicht zu öffnen.
Mit etwas Geschick kann man eine Plastikflasche damit zum Platzen bringen. Da gibt es doch in You Tube Filmchen drüber, wo einem die Flasche kaputt geht und per Rückstoß voll in seiner Eier fliegt .
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. Nun kommt es lokal an vielen Stellen zu enormen Druckanstiegen durch den Stoß und die Flüssigkeit (eben das Bier) schwappt wild herum. Könnte man mikroskopisch messen, würde man lokal enorme Flüssigkeitsgeschwindigkeiten verzeichen!
