チョコレート＋ソーダ＝？

ある日、私はチョコレートを食べながらソーダ水を飲んでいました。

握手するとチョコレートが消えてしまうなんて誰が知っていたでしょうか?

下を見ると、カップの中に浮いているのが分かりました。

食通の探究心が今、掻き立てられます!

実験装置

マーク付きカップ、炭酸水、ビーカー、チョコレート、ナイフ

実験手順

まず、チョコレートを細長く切ります。

次に、ソーダ水の入ったビーカーに落とします。

しばらくすると、チョコレートの表面に泡の層が形成されます。

その後、次の 3 つの状況が発生する可能性があります。

1. 大きめのチョコレートや四角いチョコレートはビーカーの底に沈みます

2. チョコレートが小さかったり薄かったりすると水に浮きます

3. 適切な大きさのチョコレートがビーカーの中で上下に動きます

波打つチョコレートが水面に張り付いてしまうこともあります。

チョコレートの粉を少しすり込みます。

水を少し濁らせると、チョコレートが浮き沈みしやすくなります。

チョコレートの形をもっと切り抜いてみるのもいいでしょう

チョコレートの動きの軌跡も豊かで面白くなる

原理説明

チョコレートをソーダ水に入れると、炭酸が分解されて発生した二酸化炭素がチョコレートの表面に付着し、一定の浮力を与えます。泡とチョコレートの浮力がチョコレートの重力に打ち勝つと、チョコレート全体が浮き上がります。チョコレートが水面に触れると、チョコレートと水の接合部にある泡が抜け、浮力が重力に打ち勝つのに十分でなくなり、チョコレートは再び沈みます。

表面に付着する気泡の量は表面積にほぼ比例するため、比表面積が小さすぎるとチョコレート全体に気泡が付着しても浮きません。逆に比表面積が大きすぎると、水面に浮いた後は底部や側面の泡に頼って浮き続けることしかできなくなります。適度な比表面積を持つチョコレートだけが、沈む、浮くという往復運動を完結することができます。

実際の実験では、水の表面張力が大きいため、チョコレートが水面に浮いたときに、その上の泡が表面張力で逃げられない可能性があります。この時点で、表面張力を下げるために水の表面に油が少しあれば、チョコレートは上下に動き始めることができます。

チョコレートが、一方の端がもう一方の端よりも大きいなど特殊な形状をしている場合、最初に浮かんだときに、一方の端の泡だけが抜けてしまいます。沈んだ後、反対側の端に泡がたくさんあるため、結果として生じるトルクの作用で反転し、最後の写真に示すように揺れる動きになります。

編集者: ライチ

出典：中国科学院物理研究所