Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Физика пиццы




Я, пожалуй, закончил с макаронами и расскажу про пиццу. Сравнительно недавно пришедшая в Россию пицца впервые появилась вовсе не в электрических печах ресторанов Нью-Йорка – она имеет долгую трехтысячелетнюю историю. Так, в древнем Египте существовала традиция праздновать день рождения фараонов, поедая посыпанные ароматическими травами лепешки. Древнегреческий историк Геродот в своих трудах упоминает вавилонские рецепты различного рода лепешек, выпеченных из муки.

Вергилий описывает процесс изготовления крестьянами времен Древнего Рима лепешек в очаге, весьма напоминающий выпечку современной пиццы. По-видимому, современное итальянское слово «пицца» имеет латинскую этимологию: оно созвучно с «pinsa» причастием прошедшего времени от глагола «pinsere», означающего по латыни «раздавливать, растирать». Следы блюд, подобных современной пицце, находятся и в исторических документах средневековья и Возрождения различных средиземноморских стран. Но свой истинный дом, из которого пицца отправилась завоевывать мир, она нашла в лабиринтах переулков Неаполя первой половины XVIII века.

В победном шествии пиццы определяющими оказались два ее ингридиента: сыр «моцарелла» и помидоры. Первый появился в Неаполе благодаря германскому племени лангобардов, которые после падения Римской империи спустились с севера вплоть до Кампаньи и привели с собой туда стада буйволов. Именно из жирного молока буйволиц в окрестностях Неаполя и производится до настоящего времени истинная моцарелла. Она очень нежна не только на вкус – моцарелла боится холода (побывав в холодильнике становится «резиновой») и живет всего несколько дней, плавая в своей собственной сыворотке.

Второй ингридиент – помидоры - был завезен в Европу из Перу испанцами во времена колонизации Америки. В XVI веке испанцы господствовали и в Неаполе; одним из положительных последствий их владычества оказались горы помидоров на прилавках зеленщиков в старом городе.

Сперва консервативные итальянцы отнеслись к заморскому овощу недоверчиво, однако климат Кампаньи для него оказался благоприятным, и постепенно помидор начал свой триумф в итальянской кухне, став основой многих соусов для макарон и, позднее, важнейшим ингридиентом пиццы.

С начала XVIII века в Неаполе открываются многочисленные лавки, называемые “пиццериями”, где, среди прочей снеди, пекут и пиццу. Ввиду дешевизны и своих замечательных вкусовых качеств пицца становится блюдом доступным и бедным и богатым. Скоро слава пиццы достигает ушей короля Неаполя и королевства Двух Сицилий Фердинанда Бурбона, который, чтобы попробовать это блюдо, пренебрегает дворцовым этикетом и отправляется в одну из таких пиццерий. С этого момента пиццерии входят в моду, становятся заведениями, где готовится только пицца. Самая популярная пицца в Неаполе в это время это пицца моряков – «Маринара». В существующем сегодня виде она возникла около 1730 года. И по сей день эта пицца представляет собой плоский диск из простого теста (дрожжи, вода, соль и мука), покрытый тонко порезанными помидорами и чесноком, политый небольшим количеством оливкового масла, посыпанный душицей (ориганом). Перед тем, как попасть на стол, неаполитанская пицца проводит пару минут в раскаленной печи, рядом с жаркими поленьями (температура такая, что недалеко и до плавления алюминиевой лопаты, с помощью которой пицайолло засовывает пиццу в печь: 450-480 0С).

Другой популярный рецепт пиццы тех времен датируется 1796 – 1810 годами. Здесь на основу из того же пресного теста кладут помидоры, моцареллу и листочки базилика. Эти цвета повторяют цвета популярного в те времена на севере Италии триколора (вертикальные зеленая, белая и красная полосы). В 1861 году Гарибальди объединяет Италию, триколор становится национальным символом.

В 1889 в Неаполь приезжают король Италии Умберто I и его жена, королева Маргарита. Согласно легенде, лучший пиццайоло города Раффаеле Эспозито выпекает для них три различных пиццы. Из всех трех королева оценила именно пиццу цветов флага Италии, оценила настолько, что с тех пор эта пицца носит ее имя – «пицца Маргарита». В 1989 году автору этой статьи посчастливилось оказаться в Неаполе во время празднования столетия пиццы Маргариты, когда весь город праздновал юбилей, стены домов были раскрашены в красный, белый и зеленый цвета, а пиццу раздавали на улицах бесплатно.

В процессе массовой эмиграции итальянцев в начале XX века пицца с юга Италии перебралась на север Европы и за океан, завоевав Гренобль и Гамбург, Нью-Йорк и Чикаго, Токио и Мельбурн. Она настолько там прижилась, что многие увренены в американском происхождении пиццы.

Переехав из Неаполя в Рим, я не сразу узнал полюбившееся блюдо. В римских пиццериях вместо мягкой, пышной, с возвышающимися завернутыми краями неаполитанской пиццы, обычно подают тонкую, более сухую, размером и толщиной с толстый блин (4-5 мм), так называемую римскую пиццу. На ее поверхности, как и в случае неаполитанской пиццы, может лежать всякая вкусная всячина: и моцарелла с ветчиной и грибами («Прошютто е фунги»), и содержимое той же «Маргариты», но еще украшенное кружками наперченного салями («Диавола»), и коллекция четырех разных сыров («Кватро формаджи»)… Подают в Риме и «Наполи» – пиццу с томатом, моцареллой, каперсами и анчоусами (нашими солеными кильками). В Неаполе же пиццу такого содержания, наоборот, называют «Романа» - римская. Кажется, что сочетать можно все, что угодно с чем угодно. Однако это не так, в итальянской кухне существуют классические комбинации, а на фантазии имеются строгие ограничения: например, никто не станет посыпать дары моря сыром пармезаном, смешивать рыбу и мясо. Это, впрочем, не касается американских пиццерий: плати за два «топпинга» (так называют оговоренную меню стандартную начинку пиццы) и в царстве «желтого дьявола» тебе смешают хоть селедку с нутеллой.

«Неофит – святее Папы» говорит старая пословица. Следуя ей, я стал прилежно вникать в секреты приготовления пиццы. Первая заповедь, которую я услышал от итальянцев – стараться всегда ходить в пиццерию оборудованную дровяной, а не электрической печью. Хорошие пиццерии гордятся своим “forno” (так называется по-итальянски печь), где весь процесс приготовления происходит у вас на глазах. Pizzaiolo виртуозно “ваяет пиццу”, сажает ее деревянной или алюминиевой лопатой в печь, мгновение – и она уже аппетитно пузырится кипящим сыром перед вами, призывая быть немедленно съеденной и запитой хорошим пивом.

Посещая всякий раз одну и ту же пиццерию “Два льва” недалеко от своего дома, я вскоре получил ценный совет от дружелюбного пиццайолло: приходить ужинать или до восьми вечера, или после десяти, когда заведение полупустое. Это же подтверждал своим поведением и один из “львов” – толстый, дымчато-серый кот, кормящийся при пиццерии “клиент” [во времена древнего Рима клиентами называли свободных граждан, находящихся под покровительством патрона – знатного гражданина, часто патриция]; во время наплыва народа он уходил гулять и совершенно не интересовался содержимым тарелок сидящих за столами.

Причина такого ограничения оказалась очень простой – в пропускной способности печи. Как мне объяснил все тот же пицайолло, оптимальная температура для изготавлямой им римской пиццы в дровяной печи с дном из огнеупорного кирпича -- 325- 330 0С [эта температура, конечно зависит от способа приготовления и хранения теста. Мой приятель Антонио тесто готовит заранее -- за сутки до того, как печь из него пиццу. Хорошо вымесив, он оставляет тесто на пару часов “отдыхать”, затем делит его на порции (для неаполитанской пиццы – 180 -250 г, для римской – меньше) – по одной на пиццу, - и в форме шариков кладет в деревянный короб. Тесто зреет еще 4-6 часов, затем его можно уже сажать в печь. Но в нашем случае оно отправляется в холодильник]. При этом тонкая, римская, пицца “зреет” в печи 70-90 секунд. Таким образом, даже сажая их в печь по две, пицайолло сможет обслужить 40-50 посетителей в час. А в “часы пик” их в зале сидит под сто, да еще около кассы толчется десяток желающих унести пылающую жаром пиццу домой. Вот Антонио, в угоду доходам хозяина, и повышает температуру в печи до 390 0С, пиццы вылетают из печи уже каждые пятьдесят секунд, да только качество у них не то – дно и края чуть подгорели, а помидоры остались сыроваты…

Поскольку найти (особенно в России) пиццерию с дровяной печью очень нелегко (нужен дымоход, а как его сделаешь в многоэтажном доме современной постройки?), давайте разберемся, в чем же ее преимущества над электрическим духовым шкафом, и нельзя ли последний усовершенствовать так, чтобы он все же производил сносную пиццу.

Давайте начнем издалека. Представьте себе, что у вас повысиласть температура, а термометр разбит еще во время прошлой простуды. Мама приложит руку к вашему лбу, помедлит и скажет: простудился, у тебя жар, завтра в школу не идешь. В физике, чтобы разобраться с явлением, всегда для начала задачу следует упростить. Представим себе, что мама меряет температуру вашего лба не пальцами, а прикасаясь лбом ко лбу. При этом если температура вашего лба 38 0С, а ее лба – 36 0С, то, довольно понятно из симметрии задачи, что на границе между двумя лбами температура установится в 370С, что мама и почувствует, потому что к ней потечет поток тепла от вашего горячего лба.

А теперь представим, что у мамы “ медная” голова, а температура – все те же 36 0С. Тогда, интуитивно понятно, что температура на границе раздела понизится, скажем, до 36.5 0С: Хорошо проводящая тепло (ввиду высокой теплопроводности) медная голова будет отводить ваш жар от границы между лбами в глубину. При этом понятно, что отвод будет тем лучше, чем меньше тепла требуется оставить в приграничной области, т.е. он увеличивается (а температура границы понижается) с уменьшением удельной теплоемкости материала.

Для того, чтобы перейти от разговоров к делу, напомним читателю основные понятия и результаты физики теплопередачи. Под термином тепло (тепловая энергия) обычно подразумевают часть энергии тела, связанную с движением его атомов, молекул или других частиц, из которых оно состоит. Понятие теплоты досталось нам в наследство из прошлого физики, теплота, как говорят ученые, не является функцией состояния тела, ее величина зависит от того, каким путем тело в это состояние пришло. Теплота, как и работа, является не видом энергии, а величиной удобной для описания её передачи. Количество теплоты, необходимое для повышение температуры единицы массы вещества на один градус, называется удельной теплоемкостью вещества.

Понятно, что в системе единиц СИ удельная теплоемкость измеряется в Дж . кг-1 град-1. При приведении двух тел с различными температурами в тепловой контакт тепло от более нагретого устремляется к менее нагретому. В простейшем случае однородного неравномерно нагретого тела поток тепла q, т.е. количество тепла протекающего за единицу времени в направлении изменения температуры через единичную площадку, перпендикулярную этому направлению, есть

(1)

Величина, стоящая в скобках, называется градиентом температуры, обозначается и говорит о том, как резко изменяется температура в пространстве.

В случае когда рассматриваемое неравномерно нагретое тело является газом мы можем продолжить цепочку наших равенств. Действительно, масса некоторого количества газа есть произведение его плотности на объем (здесь - плотность газа, и – масса молекул и их концентрация), а отношение есть некоторая эффективная скорость движения молекул вдоль направления изменения температуры. Таким образом,

носит общий характер: при не очень резких изменениях температуры в пространстве оно оказывается справедливым не только для газов, но и для жидкостей и твердых тел: меняются только свойства коэффициента теплопроводности. Так, в газе он пропорционален, в то время как в металле, где главными переносчиками тепла при низких температурах являются электроны, коэффициент теплопроводности оказывается пропорциональным T.

Оценим теперь как быстро распространяется «тепловой фронт» в среде. [Здесь автор следует прекрасной статье А.В. Бялко «Тепло твоих рук».]

т.е. температура «проникает» в холодную среду по корневому закону от времени. Таким образом время, за которое температура на глубине сравнивается с температурой контакта двух тел зависит от величин, с и. Коэффициент называется коэффициентом температуро-проводности и является характеристикой материала. Для воды его величина равна 1.5 10-7 м2

.

Прежде всего отметим, что время в нашу формулу не вошло, т.е. в первом приближении температура на границе не меняется. Для случая одинаковых сред с равными температурами:. Таким образом, мы количественно обосновали данный в начале статьи интуитивно ответ в 37 0С для температуры на границе между двумя одинаковыми лбами. Если же правый, холодный, лоб – медный, то для него и - температура холодного медного лба от контакта с горячим обычным почти не возрастает.

Теперь мы готовы к обсуждению преимуществ дровяной печи. Посчитаем температуру на дне пиццы которую мы сажаем в дровяную печь. Все необходимые для нас параметры приведены в таблице.

ТАБЛИЦА

 

  материал Тепло- емкость (с) Дж/(кгŸК) Теплопро-водность   Вт/(мŸ К) Плотность   кг/м3 Температуро-проводность   м2   v
тесто 2-2.5Ÿ103 0.5 0.6-0.8Ÿ103 0.7Ÿ10-7  
Пищевая сталь (Х18Н10Т) 4.96Ÿ102   7.9Ÿ103 4.5Ÿ10-6 0.1
Огнеупор- ный кирпич 8.8Ÿ102 0.86 2.5Ÿ103 4.0Ÿ10-7 0.7

 

Хорошо, поставим задачу иначе. Пусть правы поколения мастеров деревянной лопаты и теста, температуры на дне пиццы должна быть примерно 200 0С. Какую при этом температуру нужно выставить в электрической печи со стальным дном?

 

Конечно, как всегда в физике, для того, чтобы понять суть явления мы рассмотрели простейшую модель. Далеко не везде можно установить правильную дровяную печь, да и не все посетители поймут различие между очень хорошей и неплохой пиццей. Поэтому инженеры идут на ухищрения: в современной профессиональной электрической печи делают дно изготовленное из специальной керамики, имитирующей дно дровяной печи, чтобы прожаривать пиццу равномерно делают это дно вращающимся, к излучению от стен печи добавляют термовентиляцию, придумывают и другие кунштюки. Но все же сухой жар и запах дров старой печи остаются тем идеалом, к которому любые имитации и усовершенствования могут только стремиться.

Роль вина в профилактике сердечно-сосудистых заболеваний: французский парадокс (или эффект Бордо)

Рис.4

На Рис.4 в схематической форме представлены данные по смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (на сто тысяч человек) для различных стран мира в зависимости от соответствующего среднего потребления населением жиров животного происхождения (в калориях в день). Зависимость очевидна: с увеличением потребления жиров (холестерина) практически линейно возрастает смертность от сердечно-сосудистых заболеваний.

И, тем не менее, на графике имеется одна, выпадающая из общей зависимости, точка соответствующая положению дел во Франции: здесь потребляют заметное количество жиров и, тем не менее, смертность от сердечно-сосудистых заболеваний относительно низка. Действительно, как видно из графика, французы едят жирной пищи больше чем англичане, а вот от инфарктов умирают почти в четыре раза меньше.

Приведенные официальные данные были получены в рамках проекта MONICA всемирной организации здравоохранения и в 1992 году были опубликованы в журнале “TheLancet”. Однако, по-видимому, еще раньше с ними ознакомился ведущий американского телеканала CBS, который уже в 1991 году их обнародовал под громким именем “ французского парадокса ”, ставшего в последствии известным также под названием “ эффекта Бордо ”. Практически с момента открытия эта аномалия была приписана регулярному портеблению французами заметного количества красного вина, особенно характерному для провинции Бордо. Последующие научные исследования в других зонах производства красного вина позволили сделать однозначный вывод: “ потребление красного вина приводит к заметному снижению риска сердечно-сосудистых заболеваний”.

По какой причине? На этот вопрос было дать ответ не так-то просто. Дело в том, что красное вино содержит в себе около 2000 различных веществ: различные кислоты, фенолы, ваниль и следы почти всех известных минералов. Особый интерес у ученых вызвали полифенолы (содержащиеся в красном вине в количестве около 1 г/литр) и фитоалезин (присутствующий в виноградной кожице). В фитоализине в частности было обнаружено вещество транс-резерватрол, которое имеет сильное противо-окислительное действие и противодействует старению клеток мозга. Дальнейшие исследования показали, что полифенолы оказывают влияние на липо-протеины, уменьшают влияние главного виновника сердечно-сосудистых заболеваний эндотелина-1, предотвращают формирование «бляшек» на стенках сосудов. Но не будем углубляться в медицинские дебри. Попробуем пользуясь методами обработки физического эксперимента, оценить приносящее пользу для здоровья дневное потребление красного вина.

На основании приведенных выше данных можно предположить, что вероятность сердечно-сосудистых заболеваний убывает с потреблением красного вина по часто встречающемуся в природе экспоненциальному закону:

I= Io e-(b/bi), (*)

где Ioесть вероятность заболевания для непьющего вино человека (например, англичанина с Рис.4) а bi -- норма ежедневного потребления в исследуемой области. Во Франции эта величина составляет пару стаканов красного вина в день.

Однако понятно, что увлекаться винной профилактикой инфаркта не следует: потребление алкоголя в заметных количествах приводит к тяжелым недугам, например таким, как цирроз печени. О нем проще судить по потреблению водки: понятно, что те же два стакана в день не вина, а водки потребляемые регулярно пагубно скажутся на здоровье и заметно (в разы) увеличат вероятность цирроза печени по сравнению с непьющим человеком. Соответствующий фактор риска мы вновь промоделируем характерной для природных процессов экспоненциальной функцией, однако, в противоположность (*) – растущей:

C=Coe (b/bc),

где C0 есть вероятность возникновения цирроза у непьющего, а константу bcмы примем за два стакана водки, что, в простом пересчете по содержанию спирта, эквивалентно шести стаканам вина в день. [Заметим, что столь большое дневное потребление вина не является совершенной фантазией. Например, в замке города Гайдельберга до сих пор сохранилась самая большая бочка в мире, из которой с помощью специальной системы ручных насосов вино подавалось в большой обеденный зал. Среднее потребление вина на обитателя замка включая детей, стариков и вольных составляло 2 литра в день. Придворный шут, карлик Перкей, регулярно выпивал двенадцать бутылок в день. При этом умер он не от цирроза, а от дизентерии, которой он заразился выпив, из-за проигранного спора, стакан плохо очищенной воды.] Складывая вероятности обоих заболеваний находим:

W= Io e-(b/bi) + Co e (b/bc)

Оптимум винопития реализуется при минимуме суммарной вероятности учитываемых заболеваний. Вычисляя и приравнивая к нулю производную

dW/db= - (b/bi ) Io e-(b/bi) +(b/bc )Co e (b/bc) =0

находим, что соответствующее количество вина определяется выражением

b* / bi = 0.75(1.1 + ln Io/ C0) = 0.77+0.75[ ln Io/ C0].

Предполагая вероятности цирроза и инфаркта для непьющего человека одинаковыми (авторы не нашли точных данных) видим, что оптимальным количеством дневного потребления является 1.5 стакана, или около трехсот граммов красного вина в день. Это и есть то количество, которое обычно выпивают крестьяне в Тоскане за обедом и ужином.

Теперь я вам расскажу о таком явлении, как винные слезы. Временами можно увидеть рекламу – красивая жизнь, на яхте, джентльмен в белом токсидо берет большой бокал, наливает в него чуть вина, разбалтывает его, смотрит напросвет, и глубокомысленно заявляет: имеют место явно выраженные винные слезы, вино замечательное…

Действительно, покружив вино в бокале часто можно наблюдать любопытное явление – так-называемые «винные слезы» (см.фото).

Покрывая при вращении внутреннюю стенку бокала тонкой пленкой, вино затем медленно стекает вниз в форме отдельных потоков, которые и называют винными слезами. Бытует мнение что наличие таких «слез» указывает на высокое качество вина. Их любят показывать и обсуждать за столом как начинающие любители так и маститые знатоки вина, произнося при этом слова «глицерин» и «корпулентность» (крепость).

Проанализируем физическую природу этого явления. Начнем с того, что для наблюдения явления «винных слез» в достаточно концентрированном водно-спиртовом растворе (>20%) нет нужды даже раскачивать или вращать бокал: необычный эффект конвекции массы в таком растворе вверх по стенке в форме пленки и противопотока вниз в виде «слез» наблюдается даже в неподвижном бокале. В гидродинамике это явление называется «эффектом Марангони» и заключается в движении границы жидкого раствора против направления действия силы тяжести благодаря изменению по высоте пленки коэффициента поверхностного натяжения. Дело оказывается в том, что спирт испаряется из пленки охотнее, чем вода. Вода, в свою очередь, имеет коэффициент поверхностного натяжения гораздо больший, чем спирт. В результате, неравномерное испарение спирта в пленке неравномерной толщины (вдоль границы винной поверхности в бокале) приводит к возникновению градиента его концентрации и, следовательно, к появлению градиента поверхностного натяжения. Именно эта неоднородность и приводит к появлению силы, которая тянет пленку вверх по стенке бокала.

Свойства движения границы такой пленки при различных концентрациях спирта были изучены совсем недавно, в 1992 году, французскими учеными Фурнье и Казаба. Они обнаружили удивительную зависимость перемещения пленки L(t) от времени:

L(t) ~ sqrt Dt.

Соответствующая зависимость в координатах L и t1/2 показана на Рис.1

Рис.1

Это соотношение хорошо известно в физике: впервые оно было теоретически выведено Эйнштейном и Смолуховским в 1902 году при установлении связи между эффективным перемещением частицы в процессе ее диффузии в среде и временем этой диффузии. Коэффициент D называется коэффициентом диффузии и в формуле Эйнштейна-Смолуховского выражался посредством скорости частицы и ее длины свободного пробега. В своих экспериментах французские ученые обнаружили интереснейшую зависимость «коэффициента диффузии» D(φ) от степени содержания в растворе спирта φ (см. Рис.2).

Рис.2

Как уже отмечалось, при концентрациях спирта меньше 20% (φ<0.2) спонтанного движения жидкости вверх по стенке бокала не наблюдалось (разве-что если его поверхность была предварительно смочена). Поразительно, но вопреки интуитивному ожиданию, наибольшие значения коэффициента D были получены для относительно слабых растворов спирта, хотя испарение в них и идет медленнее. Из экспериментального графика видно, что коэффициент D достигает минимума при φ=0.9 и, как ни странно, не исчезает даже при достижении 100%, т.е. даже чистый спирт «карабкается» вверх по стенке бокала. Авторы исследования приписали это явление поглощению спиртом водяных паров из атмосферы, что приводит к появлению небольшого градиента коэффициента поверхностного натяжения. Свою правоту они тут же и продемонстрировали, повторив измерения для спирта в сухой атмосфере, где коэффициент D оказался меньшим по величине и монотонно убывающим с ростом φ, обращаясь в нуль при φ=1 (см. Рис.2).

Теперь, когда мы объяснили причину упрямого карабканья достаточно крепкого алкогольного напитка вверх по стенке бокала перейдем к обсуждению образования «винных слез». Первой, очевидной, его причиной служит сила тяжести, которая противостоит силам поверхностного натяжения и стремится вернуть убежавшую жидкость вниз. Однако за то, что это возвращение происходит не однородно, а в форме отдельных потоков, ответственна так-называемая релеевская неустойчивость. Объясним сущность этого непростого явления на примерах. Когда по озеру проходит катер то он порождает возмущение поверхности – волны – однако со временем эти волны затухают и поверхность возвращается в свое первоначальное состояние. Можно показать, что если «озеро перевернуть», т.е. если бы сила тяжести была направлена не в глубину жидкости а от ее поверхности (предполагая, что при этом жидкость в сосуде удерживается какими-то силами, например давлением), то малейшее отклонение поверхности от горизонтальной не затухает со временем, а разрастается в шквал ее разрушая (подумайте почему реет флаг на ветру?). Именно эта неустойчивость является ответственной и за образование винных слез: граница пленки, карабкающеся вверх согласно эффекту Марангони, оказывается неустойчивой по отношению к малым возмущениям, благодаря случайным неоднородностям на ней образуются капли, которые, вовлекая в свое движение жидкость из прилегающих областей, скатываются вниз оставляя на стекле красивые арки.

Рис.3

Как обнаружили Фурнье и Казаба, чем больше в растворе спирта, тем слабее оказывается эффект Марангони, тем меньше сдерживающее образование слез поверхностное натяжение, тем сильнее вино «плачет» и тем меньшим должно наблюдаться расстояние между потоками. Однако на опыте эта зависимость оказывается весьма слабой, и не позволяет использовать «винные слезы» для сколь-нибудь достоверного определения крепости вина «вслепую», не глядя на этикетку.

Что касается глицерина (глицерола), то содержание этого сладкого спирта C3H8OH в вине обычно очень невелико (порядка 1-2%) и, хотя он несомненно влияет на вкус вина, при этом практически не сказывается на его крепости. Определяющим эту характеристику вина остается обычный этиловый спирт, содержание которого и пишется на этикетке в качестве крепости. Отметим, что вина с низким содержанием этилового спирта менее вязки, так что, по-видимому, глицерин не определяет даже и вязкости вина. Поэтому наблюдение самих винных слез или даже процесса их течения, не позволяет всерьез судить о содержании в нем глицерина.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-03-31; Просмотров: 906; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.052 сек.