Die Wissenschaft hinter dem Champagner-Pop: Studie zeigt, wie eine Überschallstoßwelle Gas mit bis zu 400 Metern pro Sekunde durch die Flasche schleudert – bei Temperaturen, die kälter als der Nordpol sind!

Die Chancen stehen gut, dass Sie in ein paar Tagen ein oder zwei Champagnerflaschen zum Einläuten des neuen Jahres trinken werden.

Aber was Sie vielleicht nicht zu schätzen wissen, wenn Sie Ihr Fizz öffnen, ist, dass Sie es mit einem Überschallmechanismus zu tun haben, der einem leistungsstarken Flugzeug ähnelt.

Das sagen Wissenschaftler in Österreich, die endlich die faszinierende Physik hinter dem Champagner-Pop enthüllt haben.

Es heißt, dass eine Überschallstoßwelle Gas mit bis zu 400 Metern pro Sekunde bei -202 °F (-130 °C) durch die Flasche schleudert – viel kälter als selbst der Nordpol.

Mittlerweile schleudert der Korken viel langsamer heraus, aber immer noch schnell genug, um schwere Verletzungen zu verursachen, wenn er in die falsche Richtung zeigt.

Zeit für eine Sprudelstunde: Wissenschaftler sagen, dass „komplexe Überschallphänomene“ auftreten, wenn man am 31. Dezember seine Champagnerflasche öffnet

Das Gas, das aus der Sektflasche ausströmt, ist viel schneller als der Korken.  Der Punkt in diesem Gasstrahl, an dem sich der Druck abrupt ändert, wird als Mach-Scheibe bezeichnet

Das Gas, das aus der Sektflasche ausströmt, ist viel schneller als der Korken. Der Punkt in diesem Gasstrahl, an dem sich der Druck abrupt ändert, wird als Mach-Scheibe bezeichnet

Die neue Studie wurde von Lukas Wagner, Doktorand am Institut für Strömungsmechanik der TU Wien, geleitet.

Wagner und Kollegen sagen, dass jedes Mal, wenn man eine Flasche Champagner öffnet, „komplexe Überschallphänomene auftreten“.

Champagnerflaschen sind dicker und schwerer als normale Weinflaschen, um dem enormen Druck im Inneren standzuhalten.

Dieser Druck wird durch die bei der Gärung entstehenden CO2-Blasen erzeugt und ist der Grund dafür, dass der Korken buchstäblich mit einem Drahtkäfig („Muselet“) verschlossen werden muss.

Beim endgültigen Öffnen wird der Stopfen durch das komprimierte Gas in der Flasche nach außen gedrückt und fliegt mit einem kräftigen Knall davon – die Physik dahinter sei jedoch unklar, so das Team.

Mithilfe komplexer Computersimulationen konnten sie das Verhalten des ausgeworfenen Korkens und den damit einhergehenden CO2-Gasstrom berechnen.

Während der Korken mit etwa 20 Metern pro Sekunde ausgestoßen wird, ist der Gasstrom viel schneller – bis zu 400 Meter pro Sekunde, wie das Team herausfand.

Abgebildet ist eine Visualisierung des Korkens, der aus einer Champagnerflasche in Schwarz kommt.  Der Sektkorken selbst fliegt mit vergleichsweise geringer Geschwindigkeit davon – etwa 20 Meter pro Sekunde

Abgebildet ist eine Visualisierung des Korkens, der aus einer Champagnerflasche in Schwarz kommt. Der Sektkorken selbst fliegt mit vergleichsweise geringer Geschwindigkeit davon – etwa 20 Meter pro Sekunde

Daher ist das Gas offiziell Überschallgeschwindigkeit, das heißt, es bewegt sich schneller als die Schallgeschwindigkeit (343 Meter pro Sekunde).

Es gibt einen Punkt im Gasstrom, an dem sich der Druck abrupt ändert – die sogenannte „Mach-Scheibe“, wie man sie auch bei Überschallflugzeugen sieht.

„Sehr ähnliche Phänomene sind auch von Überschallflugzeugen oder Raketen bekannt, bei denen der Abgasstrahl mit hoher Geschwindigkeit aus den Triebwerken austritt“, sagte Studienautor Stefan Braun, ebenfalls an der TU Wien.

Was das hörbare Knallen beim Öffnen der Flasche betrifft, das oft den Beginn einer Feier ankündigt, handelt es sich um eine Kombination aus zwei verschiedenen Effekten.

Erstens dehnt sich der Korken schlagartig aus, sobald er die Flasche verlassen hat, wodurch eine Druckwelle entsteht, und zweitens wird durch den Überschallgasstrahl eine Stoßwelle erzeugt.

Dies ist dem bekannten Phänomen des Überschallknalls sehr ähnlich, den Luftfahrtexperten zu beseitigen versuchen, um leisere Flugzeuge zu bauen.

Die auf dem Preprint-Server arXiv veröffentlichte Studie könnte für andere Anwendungen mit Gasströmen wie ballistischen Raketen, Projektilen oder Raketen von Bedeutung sein.

Der Korken wird viel langsamer herausgeschleudert, aber immer noch schnell genug, um schwere Verletzungen zu verursachen, wenn er in die falsche Richtung zeigt (Archivfoto)

Der Korken wird viel langsamer herausgeschleudert, aber immer noch schnell genug, um schwere Verletzungen zu verursachen, wenn er in die falsche Richtung zeigt (Archivfoto)

„In vielen technisch wichtigen Situationen hat man es mit sehr festen Strömungskörpern zu tun, die stark mit einer viel schnelleren Gasströmung interagieren“, schließen die Autoren.

Ein anderes Forscherteam hat Anfang des Jahres herausgefunden, warum Blasen in Champagner vollkommen gerade aufsteigen, während dies bei Bier nicht der Fall ist.

Es wurde festgestellt, dass größere Blasen und die Zugabe spezieller Proteine ​​in der Blase die Blasenketten stabilisieren und ihnen ein geradliniges Aufsteigen ermöglichen.

Andere Untersuchungen haben gezeigt, dass Champagner mehr Blasen aufweist als Bier, wenn man die gleiche Menge beider Getränke vergleicht.

Denn Champagner und andere Schaumweine enthalten etwa doppelt so viel gelöstes Kohlendioxid (CO2) aus zusätzlichem Zucker.

Wie man Champagner einschenkt, so die Wissenschaft

Eine im Journal of Agricultural and Food Chemistry der American Chemical Society veröffentlichte Studie ergab, dass beim schrägen Eingießen von Champagner in ein Glas doppelt so viele Blasen erhalten bleiben wie beim Eingießen in die Mitte eines Glases.

Dies bedeutet, dass beim Trinken mehr Blasen frei explodieren und Geschmack und Aroma freisetzen können, berichtete ACS.

Eine andere Studie ergab, dass Champagner je nach Form des Glases, aus dem man ihn trinkt, unterschiedlich schmeckt.

Wissenschaftler sagten, dass lange, hohe Flöten die beste Art seien, Sprudel zu genießen.

Sekt, der in eine lange, schmale Flöte gegossen wird, erzeugt aufgrund des hohen Kohlendioxidgehalts am oberen Rand des Glases ein stärkeres Prickeln in der Nase als wenn er in einem breiten und flachen „Coupé“ serviert wird.

Wissenschaftler nutzten hochentwickelte Gasanalysetechnologie, um die Wirkung zu testen, die das Eingießen von Champagner in eine Flöte oder ein Coupé hat.

Der Grund dafür ist, dass sich am oberen Ende einer Flöte viel mehr Kohlendioxid ansammelt, das durch Blasen im Glas freigesetzt wird.

Als Alternative zu Flöten entscheiden sich viele trendige Weintrinker für die flacheren Gläser mit einer viel größeren Öffnung, die sogenannten Coupé-Gläser.

Wie in alten Filmen wie „Manche mögen’s heiß“ zu sehen ist, soll das Coupé fälschlicherweise den Brüsten von Marie Antoinette nachempfunden sein.

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