一杯啤酒里有多少個(gè)泡泡？

雷炳新

炎炎夏日，喝一杯冰爽的啤酒是再愜意不過(guò)的事了。啤酒的泡沫比汽水要多得多，而且不易消散，想要倒出一杯泡沫較少的完美啤酒可是一項(xiàng)技術(shù)活。那么你想過(guò)沒(méi)有，一杯啤酒里有多少泡泡？

為了弄清楚這個(gè)問(wèn)題，法國(guó)蘭斯大學(xué)的學(xué)者杰拉德·利格·貝萊爾和克拉拉·西林德做了充分的理論分析，并用實(shí)驗(yàn)成功地驗(yàn)證了他們的預(yù)測(cè)。

現(xiàn)代啤酒主要由水、谷物、酵母和啤酒花發(fā)酵而成。發(fā)酵過(guò)程中，酵母菌會(huì)分解谷物中的淀粉，產(chǎn)生可口的糖、醉人的酒精以及二氧化碳——而這正是氣泡的來(lái)源。

貝萊爾團(tuán)隊(duì)推導(dǎo)出了影響一杯啤酒中能產(chǎn)生多少氣泡的三個(gè)主要向量：啤酒中二氧化碳的總量，每個(gè)氣泡中二氧化碳的含量，以及最后啤酒不再形成氣泡時(shí)其中二氧化碳的濃度。

亨利定律告訴我們，氣壓越高，啤酒中能溶解的二氧化碳就越多。用罐裝啤酒時(shí)，通常都會(huì)在瓶口留下一些空間，這個(gè)空間里通常被注入了2個(gè)大氣壓。高壓強(qiáng)使得瓶?jī)?nèi)二氧化碳的溶解度上升，將超量的二氧化碳溶解在啤酒中。當(dāng)我們打開酒瓶時(shí)，瓶蓋“砰”的一聲被彈飛，氣壓也隨之下降，瓶中的氣壓也都回到了1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)氣壓。而這時(shí)，啤酒內(nèi)的二氧化碳也就達(dá)到了“過(guò)飽和狀態(tài)”。

就算溶解在啤酒中的二氧化碳已經(jīng)達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，氣體還是難以自發(fā)從啤酒中冒出來(lái)。只有啤酒中具備現(xiàn)成的氣腔時(shí)，氣體才能從啤酒中自發(fā)成核，形成泡泡。

根據(jù)啤酒和二氧化碳界面的表面張力強(qiáng)度、大氣壓力、二氧化碳在啤酒中的溶解度和濃度，可以計(jì)算出激發(fā)氣泡成核的氣腔的臨界曲率半徑。貝萊爾實(shí)驗(yàn)中使用的是溫度為6攝氏度、酒精含量為5%的啤酒，只要曲率半徑大于0.7微米，或者說(shuō)原始?xì)馇坏闹睆酱笥?.4微米，二氧化碳就能從氣腔成長(zhǎng)為泡泡。

即使我們喝酒用的是非常光滑的玻璃杯，但在顯微鏡下，也能看到上面布滿細(xì)微缺口。每個(gè)缺口都是一個(gè)不可消滅的氣腔，能讓二氧化碳魚貫而出。而玻璃杯底部不平整的地方更多，這也是大部分氣泡都會(huì)從酒杯底部涌出的原因。

二氧化碳不斷析出，啤酒中的二氧化碳濃度也越來(lái)越低，這樣所需要?dú)馇坏陌霃揭苍絹?lái)越大，直到啤酒中再也沒(méi)有足夠大的氣腔能讓二氧化碳析出，氣泡也就不會(huì)再析出了。算出臨界點(diǎn)，就能得到啤酒不再冒泡時(shí)的二氧化碳濃度。

當(dāng)氣泡上升到啤酒表面時(shí)，氣壓基本上和大氣壓相等，這時(shí)就能估計(jì)每個(gè)氣泡中二氧化碳的含量了。

得到了冒泡初始和冒泡結(jié)束時(shí)啤酒中二氧化碳的濃度，以及每個(gè)氣泡中所含有的二氧化碳，只需稍加計(jì)算，就能得到每杯啤酒中冒出的泡泡總數(shù)了——在貝萊爾的實(shí)驗(yàn)條件下，一杯啤酒中冒出的泡泡大約在20萬(wàn)～200萬(wàn)個(gè)之間。