Porque é que as garrafas de cerveja transbordam quando atingidas de cima?

tl;dr

Bater no topo provoca ondas de compressão iniciadas através do ar na abertura (razão pela qual só funciona a partir do topo.) As ondas de compressão saltam na parte inferior e tornam-se ondas de expansão. A compressão e expansão causam agitação que espumam a cerveja.

Diga-me mais…

O resumo do leigo de Os cientistas descobrem porque é que as garrafas de cerveja transbordam após um impacto repentino :

Muita coisa acontece no curto período de tempo entre a torneira e a torrente. No momento em que um idiota qualquer relata a boca da sua garrafa, uma onda de compressão percorre o copo. Quando a onda atinge o fundo, é reflectida como uma onda de expansão que viaja através da cerveja. Estas ondas continuam a saltar para trás e para a frente, com as ondas de compressão a quebrar as bolhas de CO2 na sua cerveja em milhares de incrivelmente pequenas microbolhas, e as ondas de expansão a fazer com que essas microbolhas se expandam violentamente em plumas que disparam.

O resultado? Milhões e milhões de bolhas de CO2 em expansão transformam a sua cerveja em espuma que sai da sua garrafa. Com alguma sorte, ela derrama nas calças do seu amigo idiota.

O resumo do artigo publicado :

Um impacto vertical repentino na boca de uma garrafa de cerveja gera uma onda de compressão que se propaga através do vidro em direcção ao fundo. Quando esta onda atinge a base da garrafa, é transmitida ao líquido como uma onda de expansão que viaja para a superfície livre, onde ressalta como uma onda de compressão. Este comboio de ondas de expansão-compressão conduz à cavitação forçada das bolsas de ar existentes, levando ao seu violento colapso. Uma nuvem de bolhas filhas muito pequenas é gerada sobre estes colapsos, que se expandem muito mais rapidamente do que as suas mães devido ao seu menor tamanho. Estes aglomerados de bolhas de crescimento rápido actuam efectivamente como fontes de flutuação, o que leva à formação de plumas carregadas de bolhas cuja fracção vazia aumenta rapidamente em várias ordens de magnitude, acabando por transformar a maior parte do líquido em espuma.

O processo é um pouco diferente em garrafas em movimento livre quando comparado com garrafas numa superfície sólida.

Garrafas que não se podem mover apenas um pouco de espuma, onde a espuma da garrafa que bate tanto quanto a garrafa que bate.

Garrafas que se podem mover (mesmo 1 mm é suficiente) movem-se para baixo mais rapidamente do que a cerveja. Isto cria uma pressão mais baixa dentro da garrafa. A cerveja pode conter muito menos CO2 a uma pressão mais baixa, pelo que qualquer bolha que possa crescer, crescerá e formar-se-ão novas a uma velocidade maior. A garrafa superior terá uma mudança de pressão igual mas oposta, mas o aumento da pressão apenas aumenta a quantidade de CO2 que a cerveja pode aguentar para que não seja produzida espuma extra aqui.

Divertido sidenote: Se atingir com força suficiente a pressão na garrafa atingida fica suficientemente baixa para criar um pequeno e muito curto vácuo no fundo da garrafa, a cerveja corre em direcção ao vácuo com tal poder que o fundo da garrafa se rompe. Também o pode fazer com a mão em vez de o fazer com outra garrafa. Como Partir uma Garrafa de Cerveja com as Suas Mãos Nus .