https://frosthead.com

Fizika za plasti v vašem Latteju

Za pultom za kavo se dogaja nekaj tekme z orožjem. Kava, ki je infuzirana z dušikom, hladna piva, različice prelivne kave in Starbucksova 1, 7 milijona permutacij espressa in mleka ohranjajo ante skoraj vsako leto. Toda najnovejši trend so slojevite latte, v katerih je običajno enotna pijača v čokoladni barvi, ločena na več izrazitih in ljubkih rjavih odtenkov.

Izdelava enega ni pretežka. Toda ugotoviti, zakaj tvori plasti, je nekoliko bolj zahtevno. Kot poroča Joanna Klein iz The New York Timesa, so fiziki ugotovili trik, odgovor pa bo morda pomagal tudi na drugih področjih, ki so tako raznolika, kot sta proizvodnja in oceanografija.

Kot poroča Klein, je pravi način, da naredite latte, da v kozarec vržete strel ali dva espressa, preden v kavo vlijete parjeno, vroče mleko. Ampak, če to storite drugače - počasi vlivanje kave v kozarec parjenega mleka - pogosto povzroči nastanek plasti. Upokojeni inženir Bob Fankhauser je po naključju naredil latte nazaj v svojem domačem Portlandu v zvezni državi Oregon in ga je zanimalo, kako nastajajo plasti.

Posnetek svoje črtaste mešanice je poslal za pojasnilo Howardu Stoneu, raziskovalcu dinamike tekočin na Princetonu. Stone je bil nad trikom prav tako zmeden in je svojo diplomirano študentko Nan Xue zadolžil za raziskovanje fizike večplastnih latte. Svoje odkritje so podrobno opisali v reviji Nature Communications . "To je res zanimiv pojav, " Fankhauser pove za Kleina. "Ni očitnega razloga, da bi se tekočina morala organizirati v različne sloje gostote."

V sporočilu za javnost je Xue začel proučevati pojav s pravzaprav izdelavo lattes v svojem laboratoriju. Analiza temperatur in hitrosti vlivanja je Xue verjela, da je mogoče opisati fiziko, ki se dogaja v pijači. Tako je ekipa prešla na manj privlačen nadomestek z uporabo segrete barvane vode, posejane s sledilnimi delci, da posnemajo espresso in toplo, razmeroma gosto, slano vodo za mleko. Xue je nato zasvetil model z LED-ji in udaril v to nastavitev z laserjem in fotografiral postopek mešanja barvane vode s slano vodo.

Kot je ugotovila skupina, je postopek, imenovan dvojna difuzna konvekcija - to je isti pojav, ki naredi plasti v oceanu, poroča Klein. V tem postopku, ko se tekočine različnih temperatur in gostote, kot sta vroči espresso in toplo mleko, vlijejo skupaj, se skupaj ne vrtinčijo. Namesto tega se mešajo le meje teh plasti: vroča tekočina segreva del hladnejše, gostejše tekočine (kot mleko), ki se rahlo dvigne, hladnejša in gostejša plast pa ohladi nekaj manj goste plasti (kava) zaradi česar rahlo potone. Ta postopek ustvari "konvekcijske celice", ki tečejo vodoravno, ne navpično (kar bi uničilo plasti), kar ima za posledico vrsto barvnih pasov. Kot poroča Klein, je mešanica presenetljivo stabilna in vsaj pri kavi lahko traja ure ali celo dni, dokler je mešanica toplejša od okoliškega zraka.

Ni pa tako preprosto, kot bi kavo natočili skozi mleko. Glede na sporočilo za javnost je pomembna tudi hitrost, na katero se kava vlije. Dodajte ga prepočasi in kava se bo enakomerno pomešala z mlekom, kar preprečuje, da bi se plasti oblikovale.

Čeprav je dokaj znan znanstveni eksperiment za zdolgočasene bariste, lahko ima posledice tudi za proizvajalce. Stone v sporočilu za javnost pravi, da bi lahko s pomočjo tega, kako narediti sloje z enim samim polivanjem, pomagati pri procesih, ki trenutno zahtevajo gradnjo strukturnih slojev.

Detlef Lohse z univerze Twente na Nizozemskem, ki ni vključen v študijo, prav tako pravi, da bo raziskava lahko pomagala raziskovalcem razumeti naravni svet. "Najbolj osupljiva ugotovitev je, da obstaja popolna analogija med plastenjem v kavarni Latte in znanim in izjemno relevantnim plastenjem vode z različnimi temperaturami in koncentracijo soli v oceanu, " pravi v izjavi.

Kar ima v mislih še eno možno različico kave: oceansko vodo latte. Mora biti boljši od bombažnega bombona Frappuccino.

Fizika za plasti v vašem Latteju