你玩過可樂 + 曼妥思的噴泉游戲嗎？當你把曼妥思這樣的薄荷糖放入一瓶可樂，就會瞬間噴出大量氣泡，形成像噴泉一樣的場景。
在 1910 年代，這種游戲就已經(jīng)做成了表演項目。而經(jīng)歷了一百年，人們對此依舊樂此不疲，一些資深玩家甚至做了許多實驗，就為了找到這種氣泡噴泉能夠噴更高的秘訣。
怎么能噴得這么高?。。?piyochan2001 / youtube
可樂之所以會形成噴泉，原理其實十分簡單。想要讓可樂汽水有足夠的“氣”，就需要讓盡可能多的二氧化碳溶解進水中，而這就要降溫或加壓。在裝瓶廠，蘇打水一般是在加壓 4 倍的情況下被碳酸化的。
在一瓶可樂沒有打開時，瓶子里的氣壓較高，溶解在水中的氣體也更多。因此你打開瓶子的時候，內(nèi)氣壓忽然降低，才會聽到“嗖嗖”一聲，這是氣體溢出來的聲音。
而曼妥思讓可樂形成“噴泉”，其實就是讓二氧化碳形成氣泡，大量溢出。但是想讓汽水中的二氧化碳形成氣泡，其實并不簡單。因為氣泡形成需要凝結核，而在均勻的水分子中，氣泡“擠”不出來，需要克服很大的壓力才能成核。
氣泡也需要搭“電梯”才能比較容易地上升。｜參考資料 [2]
但遇到一些不均勻的材質(zhì)時，氣泡就很容易產(chǎn)生。比如當你搖晃一下可樂，讓水中混合了氣體。或者是往水中插入一根筷子，筷子不均勻的表面也容易形成氣泡。
曼妥思表面不均勻，有數(shù)百萬個空腔，所以也為氣體提供了數(shù)百萬個成核位點，氣泡就像坐上了電梯，開始成群結隊地大量上升并噴射出來。根據(jù)這個原理，科學家們就探索出了幾個能讓“可樂噴泉”噴得更高的秘訣：
曼妥思表面的電鏡照片，表面是凹凸不平的。｜Wiki
1. 站在高處能噴更高嗎？
站在地球上的不同地方，“可樂噴泉”的高度可能是不同的。
為了驗證這個問題，有一群可樂噴泉愛好者開始親身試驗，帶著可樂和曼妥思去不同地方做實驗。
有一組研究者帶著可樂攀登了美國的派克峰，而另一組則駕車前往加利福尼亞州、內(nèi)華達州等多地?？偠灾@些研究者們在海平面以下，以及海拔高達 4000 多米的地方都玩了一遍可樂噴泉，而且還把噴泉的高度都記錄了下來。
肉眼可見，海拔越高噴得越高。｜參考資料 [1]
而正如他們計算的結果，海拔越高，噴泉就越高。
這是因為在飲料中，只有一定尺寸的氣泡可以成核，它的最小半徑是 r。大氣壓越大，成核需要的最小半徑 r 就越大。而海拔越高，氣壓越小，成核所需的最小半徑 r 就越小，也就會有更多的氣泡符合成核要求。
2. 為啥非得是可樂和曼妥思??？
這個實驗發(fā)展到現(xiàn)在，很難不讓人相信這是可樂或曼妥思的營銷手段。畢竟按照原理，任何氣泡水和表面不均勻的物質(zhì)都能引發(fā)氣泡的溢出。
你可以試試用汽水，雪碧或別的飲料做噴泉，也可以試試往汽水里放進其他的糖果，小球，甚至是沙子。這都可能會引發(fā)噴泉。但是，經(jīng)過人們的不斷嘗試后發(fā)現(xiàn)，如果想讓可樂噴泉達到最高，那么最佳的選項還得是健怡可樂和曼妥思。
一些氣泡飲料的噴泉高度對比。還得是健怡可樂?。。?Wiki
健怡可樂也就是我們熟知的 0 糖可樂，這種可樂里會有更多的阿斯巴甜。研究人員認為，阿斯巴甜、苯甲酸鹽這種物質(zhì)可能在較小的程度上降低水中的表面張力，讓氣泡更容易形成。還有研究表明，檸檬酸、糖和其他的香料也會改變噴泉的高度。就有人發(fā)現(xiàn)，草莓味的曼妥思（含有檸檬酸）往往比薄荷味的曼妥思（不含檸檬酸）產(chǎn)生更高的噴泉。
總而言之，研究人員們實驗后發(fā)現(xiàn)，0 糖飲料就是比有糖噴得高。而由于不同飲料之間添加劑的不同，高度也有一些細微的差異。
可以看到，0 糖飲料真的會噴得更高。｜參考資料 [2]
人們也在曼妥思和其他糖果之間做了對比。經(jīng)過一些公式計算，這些成核位點的直徑的平均半徑是 5 微米，而曼妥思上面的氣孔剛好就在這個范圍之間。如果氣孔更小，氣泡形成也需要一些壓力。
氣泡大小和成核的密度都會影響噴泉的高度，而曼妥思居然巧合地達到了這兩項要求的平衡。
3. 多加點料，就能噴得更高？
既然阿斯巴甜和苯甲酸鹽能夠升高噴泉高度，有些人可能會認為：阿斯巴甜多的飲料肯定噴得更高。但事實并非如此，研究觀察到，當阿斯巴甜溶解到 0.03% 的質(zhì)量比后，噴泉高度就不會再變了。
研究者還觀察到，極少量的人造香料可以顯著提高噴泉的高度，但這種作用也是有限的。
再看一遍，第一項（純蘇打水）的噴泉是最低的。｜參考資料 [2]
總結一下研究，飲料中的種種添加劑似乎都能在一定程度上增加噴泉高度，無論加什么，都要比純蘇打水的起泡效果更好。而這個簡單的實驗也和生活有聯(lián)系：比如說海水中有復雜的溶質(zhì)，因此會比淡水更容易產(chǎn)生白色的泡沫。
研究者說，這也可以解釋為什么海浪更容易產(chǎn)生白色泡沫。｜Pixabay
“這可太好玩了?！毖芯空哒f。畢竟能夠兼顧游戲和學術，還能隨便喝可樂的研究，誰不愛呢？
做實驗要注意安全不要對著臉。
圖源：GIPHY
本文來自微信公眾號：把科學帶回家 （ID：steamforkids），撰文：Skin，審校：沈夢溪
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