Efekt horké čokolády - Hot chocolate effect

Projev účinku horké čokolády

The efekt horké čokolády, také známý jako allassonický efekt, je fenomén vlnová mechanika poprvé dokumentováno v roce 1980 Frankem Crawfordem, kde výška tónu zaslechnutá klepnutím na šálek horké kapaliny stoupá po přidání rozpustného prášku.^[1]^[2]^[3] Poprvé to bylo pozorováno při výrobě horká čokoláda nebo instantní káva, ale také se vyskytuje v jiných situacích, jako je přidání soli do přesycený horká voda nebo studené pivo. Nedávný výzkum zjistil mnohem více látek, které vytvářejí účinek, a to i v původně nesaturovaných kapalinách.^[4]

To lze pozorovat nalitím horkého mléka do hrnku, zamícháním čokoládového prášku a poklepáním na dno hrnku lžící, zatímco je mléko stále v pohybu. Výška klepnutí se bude postupně zvyšovat bez vztahu k rychlosti nebo síle klepání. Následné míchání stejného roztoku (bez přidání dalšího čokoládového prášku) postupně opět sníží výšku tónu, následované dalším zvýšením. Tento proces lze opakovat několikrát, dokud není dosaženo rovnováhy.^[5]Po počátečním míchání unášené plynové bubliny snižují rychlost zvuku v kapalině a snižují frekvenci. Jakmile se bubliny vyčistí, zvuk se v kapalině šíří rychleji a frekvence se zvyšuje.

Původ jevu

Tento jev je vysvětlen účinkem hustoty bublin na rychlost zvuku v kapalině. Slyšená poznámka je frekvence a stojatá vlna kde čtvrtina vlnová délka je vzdálenost mezi základnou hrnku a povrchem kapaliny. Tato frekvence F se rovná Rychlost proti z mávat rozdělený čtyřnásobkem výšky vodního sloupce h:

{displaystyle f = {frac {1} {4}} {frac {v} {h}}}

Rychlost zvuku proti v homogenní kapalině nebo plynu závisí na hustotě kapaliny ( ${displaystyle ho}$ ) a Adiabatický objemový modul ( ${displaystyle K}$ ), podle Newton-Laplaceova vzorce:

{displaystyle v = {sqrt {frac {K} {ho}}}}

Voda je přibližně 800krát hustší než vzduch a vzduch je přibližně 15 000krát stlačitelnější než voda. Když je voda naplněna vzduchovými bublinami, je však hustota kapaliny velmi blízká hustotě vody, ale stlačitelnost bude stlačitelností vzduchu. Tím se výrazně snižuje rychlost zvuku v kapalině. Vlnová délka je konstantní pro daný objem kapaliny, proto se frekvence (výška) zvuku sníží, pokud jsou přítomny plynové bubliny.^[2]

Různé rychlosti tvorby bublin budou generovat různé akustické profily, což umožní rozlišení přidaných látek.^[4]^[6]^[7]

Viz také

Širokopásmová spektroskopie rozpouštění akustické rezonance, spektroskopická technika, která využívá efekt horké čokolády jako svůj základní princip.

Reference

^ Frank S. Crawford, prosinec 1980, „Efekt horké čokolády“, Lawrence Berkeley National Laboratory, Preprint[1]
^ ^A ^b Frank S. Crawford, květen 1982, „Efekt horké čokolády“, American Journal of Physics, Svazek 50, číslo 5, str. 398-404, doi: 10,1119 / 1,13080 (Pouze abstrakt)
^ Frank S. Crawford, listopad 1990, „Horká voda, čerstvé pivo a sůl“, American Journal of Physics, Svazek 58, vydání 11, str. 1033-1036, doi: 10,1119 / 1,16268 (Pouze abstrakt)
^ ^A ^b D. Fitzpatrick et al., Březen 2012, „Principy a aplikace širokopásmové spektroskopie pro rozpuštění akustické rezonance (BARDS): zvukový přístup k analýze sloučenin“, Analytická chemie, Svazek 84, číslo 5, str. 2202-2210, doi: 10,1021 / ac202509s
^ Efekt horké čokolády.
^ D. Fitzpatrick et al., 2012, „Analýza rovnoměrnosti směsi farmaceutických produktů pomocí širokopásmové akustické rezonanční spektroskopie (BARDS)“, International Journal of Pharmaceutics, Svazek 438, vydání 1-2, str. 134-139, doi: 10.1016 / j.ijpharm.2012.07.073
^ D. Fitzpatrick et al.2013, „Vztah mezi rozpouštěním, přesycením plynem a odplyňováním roztoků stanovený Broadband Acoustic Resonance Dissolution Spectroscopy (BARDS)“, Analytik, Svazek 138, vydání 17, str. 5005-5010, doi: 10.1039 / C3AN36838F

externí odkazy

Zvuk šálku s instantní kávou i bez ní: Pěnová akustická ukázka Andrew Morrison a Thomas D. Rossing, 143. zasedání ASA, Pittsburgh.
Video ukázka efektu horké čokolády

[1] Frank S. Crawford, prosinec 1980, „Efekt horké čokolády“, Lawrence Berkeley National Laboratory, Preprint[1]

[hotchocolate-2] A ^b Frank S. Crawford, květen 1982, „Efekt horké čokolády“, American Journal of Physics, Svazek 50, číslo 5, str. 398-404, doi: 10,1119 / 1,13080 (Pouze abstrakt)

[3] Frank S. Crawford, listopad 1990, „Horká voda, čerstvé pivo a sůl“, American Journal of Physics, Svazek 58, vydání 11, str. 1033-1036, doi: 10,1119 / 1,16268 (Pouze abstrakt)

[BARDS-4] A ^b D. Fitzpatrick et al., Březen 2012, „Principy a aplikace širokopásmové spektroskopie pro rozpuštění akustické rezonance (BARDS): zvukový přístup k analýze sloučenin“, Analytická chemie, Svazek 84, číslo 5, str. 2202-2210, doi: 10,1021 / ac202509s

[5] Efekt horké čokolády.

[6] D. Fitzpatrick et al., 2012, „Analýza rovnoměrnosti směsi farmaceutických produktů pomocí širokopásmové akustické rezonanční spektroskopie (BARDS)“, International Journal of Pharmaceutics, Svazek 438, vydání 1-2, str. 134-139, doi: 10.1016 / j.ijpharm.2012.07.073

[7] D. Fitzpatrick et al.2013, „Vztah mezi rozpouštěním, přesycením plynem a odplyňováním roztoků stanovený Broadband Acoustic Resonance Dissolution Spectroscopy (BARDS)“, Analytik, Svazek 138, vydání 17, str. 5005-5010, doi: 10.1039 / C3AN36838F

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]