Grająca kawa

Czy na kubku z kawą można zagrać? Oczywiście, że można. Jest to nawet prostsze niż myślisz. Zrób z nami prosty, ale niesamowicie intrygujący eksperyment kawiarniano-kuchenny.

Sprawa jest prosta. Weź kubek, wsyp do niego kilka łyżeczek proszku kawy cappuccino, zalej wrzątkiem, trochę zamieszaj, następnie wyjmij łyżeczkę i… tą samą łyżeczką zacznij stukać od spodu w denko kubka. Już po kilku stuknięciach zauważysz, że dźwięk każdego uderzenia jest coraz wyższy. Mniej więcej po minucie stukanie powinno osiągnąć swój niezmienny jasny, wysoki ton. Intrygujące? Ale to jeszcze nie koniec. Raz jeszcze zamieszaj swój napój i ponownie zacznij stukać łyżeczką w dno kubka. Okazuje się, że ponownie z każdym stuknięciem powstający dźwięk będzie coraz wyższy. Bujdy? Wcale nie. Ruszaj do kuchni i sprawdź sam!

Jeżeli ktoś nie ma pod ręką proszku kawopodobnego, może zerknąć na filmik poniżej.

Przedstawiony wyżej efekt został odkryty w 1980 roku przez amerykańskiego fizyka nazwiskiem Crawford, który wpadł na szalony pomysł stukania łyżeczką w kubek ze świeżo zrobioną gorącą czekoladą. Nie dziwi zatem, że odkrywca usłyszany efekt ochrzcił mianem efektu gorącej czekolady (ang. hot chocolate effect). Łatwo się jednak przekonać, że można go zaobserwować nie tylko dla gorącej czekolady, ale również dla kawy cappuccino oraz innych napojów z proszku, a nawet dla zupek chińskich.

No dobrze, ale dlaczego dźwięk podczas stukania jest coraz wyższy? Wyjaśnienie tkwi w strukturze proszku, z którego zrobione są napoje typu instant. Gdybyśmy popatrzyli przez mikroskop na ziarna takiego proszku okaże się, że są one bardzo nieregularne, chropowate i dziurawe. Te dziury to tak zwane pory, które normalnie wypełnione są całkiem sporą ilością powietrza.

Gdy zalewamy proszek gorącą wodą, powietrze z porów uwalnia się i tworzy niezliczoną ilość mikroskopijnych bąbelków unoszących się w napoju. Bąbelki te oczywiście powoli ulatują do góry i to właśnie one są odpowiedzialne za charakterystyczną piankę na kawie cappuccino. Zanim jednak znajdą się na górze kubka, zmieniają ważną wielkość jaką jest ściśliwość cieczy. Mówiąc wprost, sprawiają, że napój z bąbelkami o wiele łatwiej jest ścisnąć zmniejszając jego objętość. Zmiana ściśliwości wpływa natomiast na prędkość rozchodzenia się dźwięku, co z kolei przekłada się na jego wysokość.

W miarę stukania bąbelki ulatują do góry, ściśliwość napoju maleje, a wysokość dźwięku rośnie. Ponowne zamieszanie powoduje, że do układu nagle wprowadzamy następną porcję bąbelków i znów całe zjawisko się powtarza.

Co ciekawe, efekt zachodzi jedynie dla bardzo małych bąbelków. Oznacza to, że nie może być zaobserwowany na przykład w wodzie gazowanej, gdzie „dziury w wodzie” są wyraźnie widoczne gołym okiem. Podobnie stukanie w garnek z gotującą się wodą nie da ciekawych efektów akustycznych, bo wielkim bąblom powstającym we wrzątku daleko od rozmiarów mikrometrowych.

Opisane zjawisko może posłużyć również do prostego zmierzenia jaka jest objętość bąbelków w napoju. Zanim jednak wpadniesz na to jak to zrobić, zachęcamy do eksperymentowania i przetestowania, dla których napojów efekt jest silniejszy, a dla których słabszy.

Udostępnij: