Номер 396, страница 49 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Перышкин

7 класс. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. 17. Давление газа. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля - номер 396, страница 49.

Решение.

Газированные напитки, такие как «Кока-кола», насыщаются углекислым газом ($CO_2$) под высоким давлением. В закрытой бутылке этот газ находится в двух состояниях: частично он растворен в жидкости, а частично находится в газообразном виде в небольшом пространстве над напитком. Система находится в состоянии равновесия.

Когда бутылку взбалтывают, происходит интенсивное перемешивание жидкости и газа. Газ из пространства над напитком разбивается на множество мельчайших пузырьков, которые распределяются по всему объему жидкости. Эти микропузырьки становятся так называемыми «центрами нуклеации» — точками, на которых растворенному газу значительно легче собираться и образовывать более крупные пузырьки.

При открывании крышки давление внутри бутылки мгновенно падает до атмосферного. Согласно закону Генри, растворимость газа в жидкости прямо пропорциональна давлению над ней. При резком падении давления растворимость $CO_2$ также резко падает, и весь «избыточный» газ стремится немедленно покинуть жидкость.

В невзболтанной бутылке центров нуклеации мало, и газ выделяется относительно спокойно. Во взболтанной же бутылке, благодаря наличию огромного количества заранее созданных микропузырьков, процесс выделения газа происходит лавинообразно и практически одновременно по всему объему. Мгновенное образование большого количества крупных пузырьков газа приводит к бурному вспениванию напитка. Объем пены (смеси жидкости и газа) резко возрастает, и она с силой выталкивается из бутылки.

Ответ: При взбалтывании в напитке создается множество мельчайших пузырьков газа, которые действуют как центры для последующего бурного газовыделения. Когда крышка открывается, давление резко падает, растворенный углекислый газ лавинообразно переходит в газообразное состояние на этих центрах, образуя обильную пену, которая и выплескивается из бутылки.