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審校 沈夢(mèng)溪

你玩過(guò)可樂(lè) + 曼妥思的噴泉游戲嗎？當(dāng)你把曼妥思這樣的薄荷糖放入一瓶可樂(lè)，就會(huì)瞬間噴出大量氣泡，形成像噴泉一樣的場(chǎng)景。

在 1910 年代，這種游戲就已經(jīng)做成了表演項(xiàng)目。而經(jīng)歷了一百年，人們對(duì)此依舊樂(lè)此不疲，一些資深玩家甚至做了許多實(shí)驗(yàn)，就為了找到這種氣泡噴泉能夠噴更高的秘訣。

怎么能?chē)姷眠@么高啊！｜ piyochan2001/youtube

可樂(lè)之所以會(huì)形成噴泉，原理其實(shí)十分簡(jiǎn)單。想要讓可樂(lè)汽水有足夠的 " 氣 "，就需要讓盡可能多的二氧化碳溶解進(jìn)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(lè)沒(méi)有打開(kāi)時(shí)，瓶子里的氣壓較高，溶解在水中的氣體也更多。因此你打開(kāi)瓶子的時(shí)候，內(nèi)氣壓忽然降低，才會(huì)聽(tīng)到 " 嗖嗖 " 一聲，這是氣體溢出來(lái)的聲音。

而曼妥思讓可樂(lè)形成 " 噴泉 "，其實(shí)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(shí)并不簡(jiǎn)單。因?yàn)?strong>氣泡形成需要凝結(jié)核，而在均勻的水分子中，氣泡 " 擠 " 不出來(lái)，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(shí)，氣泡就很容易產(chǎn)生。比如當(dāng)你搖晃一下可樂(lè)，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(wàn)個(gè)空腔，所以也為氣體提供了數(shù)百萬(wàn)個(gè)成核位點(diǎn)，氣泡就像坐上了電梯，開(kāi)始成群結(jié)隊(duì)地大量上升并噴射出來(lái)。根據(jù)這個(gè)原理，科學(xué)家們就探索出了幾個(gè)能讓 " 可樂(lè)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?chē)姼邌幔?/strong>

站在地球上的不同地方，" 可樂(lè)噴泉 " 的高度可能是不同的。

為了驗(yàn)證這個(gè)問(wèn)題，有一群可樂(lè)噴泉愛(ài)好者開(kāi)始親身試驗(yàn)，帶著可樂(lè)和曼妥思去不同地方做實(shí)驗(yàn)。

有一組研究者帶著可樂(lè)攀登了美國(guó)的派克峰，而另一組則駕車(chē)前往加利福尼亞州、內(nèi)華達(dá)州等多地。總而言之，這些研究者們?cè)诤Ｆ矫嬉韵拢约昂０胃哌_(dá) 4000 多米的地方都玩了一遍可樂(lè)噴泉，而且還把噴泉的高度都記錄了下來(lái)。

肉眼可見(jiàn)，海拔越高噴得越高。｜參考資料 [ 1 ]

而正如他們計(jì)算的結(jié)果，海拔越高，噴泉就越高。

這是因?yàn)樵陲嬃现校挥幸欢ǔ叽绲臍馀菘梢猿珊耍淖钚“霃绞?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(huì)有更多的氣泡符合成核要求。

2. 為啥非得是可樂(lè)和曼妥思啊？

這個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)展到現(xiàn)在，很難不讓人相信這是可樂(lè)或曼妥思的營(yíng)銷(xiāo)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(jìn)其他的糖果，小球，甚至是沙子。這都可能會(huì)引發(fā)噴泉。但是，經(jīng)過(guò)人們的不斷嘗試后發(fā)現(xiàn)，如果想讓可樂(lè)噴泉達(dá)到最高，那么最佳的選項(xiàng)還得是健怡可樂(lè)和曼妥思。

一些氣泡飲料的噴泉高度對(duì)比。還得是健怡可樂(lè)啊！｜ Wiki

健怡可樂(lè)也就是我們熟知的 0 糖可樂(lè)，這種可樂(lè)里會(huì)有更多的阿斯巴甜。研究人員認(rèn)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(huì)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(shí)驗(yàn)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(xì)微的差異。

可以看到，0 糖飲料真的會(huì)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(duì)比。經(jīng)過(guò)一些公式計(jì)算，這些成核位點(diǎn)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(gè)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(huì)影響噴泉的高度，而曼妥思居然巧合地達(dá)到了這兩項(xiàng)要求的平衡。

3. 多加點(diǎn)料，就能?chē)姷酶撸?/strong>

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(huì)認(rèn)為：阿斯巴甜多的飲料肯定噴得更高。但事實(shí)并非如此，研究觀察到，當(dāng)阿斯巴甜溶解到 0.03% 的質(zhì)量比后，噴泉高度就不會(huì)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(xiàng)（純蘇打水）的噴泉是最低的。｜參考資料 [ 2 ]

總結(jié)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(wú)論加什么，都要比純蘇打水的起泡效果更好。而這個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)也和生活有聯(lián)系：比如說(shuō)海水中有復(fù)雜的溶質(zhì)，因此會(huì)比淡水更容易產(chǎn)生白色的泡沫。

研究者說(shuō)，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。" 研究者說(shuō)。畢竟能夠兼顧游戲和學(xué)術(shù)，還能隨便喝可樂(lè)的研究，誰(shuí)不愛(ài)呢？

做實(shí)驗(yàn)要注意安全不要對(duì)著臉。

圖源：GIPHY