科学奇观--曼妥思喷泉-

科学奇观--曼妥思喷泉

姜联合编写编译

软饮料喷发发出嘶嘶声的，就是我们看不到的二氧化碳。健怡可乐的爆炸可以形成曼妥思喷泉，这里有表面张力的科学问题，含糖的软饮料比不含糖的饮料更能制造出喷泉的效果，里面又有哪些科学原理呢？曼妥思喷泉的高度纪录是由（史蒂芬·斯潘格勒）Steve Spangler于2005年创下的，后来人还创造了吉尼斯世界纪录，你也来试试吧。

目标：

学习二氧化碳的性质、形成和释放
加深对水分子和表面张力的基本理解
熟悉有关二氧化碳和成核位点的概念

背景知识：

健怡可乐的爆炸效应和曼妥思喷泉，是因为二氧化碳会突然释放出来，同时还有在曼妥思糖的成核位点形成气泡的附加效应

二氧化碳

软饮料（本实验中的健怡可乐）大多数是由糖、香精、水和防腐剂制成的，而能让软饮料发出嘶嘶声的，就是我们看不到的二氧化碳。

工厂生产软饮料时，使用高压把二氧化碳注入瓶子并密封，这样二氧化碳就被固定在饮料里，只有打开瓶盖时，才能从饮料里冒出来形成更多气泡。

如果打开瓶盖时摇一摇瓶子，二氧化碳会从之前固定它们的水分子里解脱，和饮料一起突然喷发出来。还有一些其它办法也能让二氧化碳跑出来，比如往软饮料里扔一个冰块，你会发现冰块周围出现了气泡。再比如往软饮料里加一些盐，饮料会泛起泡沫，因为每一颗盐粒的周围都会形成成百上千个气泡。

表面张力

软饮料里的水分子之间具有很强的吸附力，一个个相互连接在一起，在二氧化碳气体周围形成了紧密的网络。为了形成一个新气泡或者让一个已形成的气泡膨胀变大，相邻的水分子必须耗费更多的能量打破“表面张力”，互相施力把对方推远。换句话说，水阻碍了气泡在软饮料中扩大，把曼妥思糖投入可乐之后，曼妥思糖溶解产生明胶和阿拉伯胶，打破了之前的表面张力，分裂了水分子的紧密网络，允许气泡生成和扩大。

成核位点

每个曼妥思糖的表面都有一些小坑，这些小坑在这里可以被称作“成核位点”。成核位点是指二氧化碳能够形成气泡的地方，可以是表面上的凹痕，或者是少量的尘埃，也可以是其它任何具有较大比表面积的地方。曼妥思糖的表面有很多不光滑的瑕疵，能让许多许多的气泡形成，同时这些糖也比较重，把它们扔进瓶子会沉下去，这也就是它们总是在容器底部发生反应的原因。

为什么健怡可乐会比普通的可乐更有效？

糖分子的个头很大，比不含糖的软饮料分子更能抓住二氧化碳，不会让二氧化碳过快跑掉。

曼妥思喷泉记录

曼妥思喷泉的高度纪录是由（史蒂芬·斯潘格勒）Steve Spangler于2005年创下的，当时喷发的高度达18英尺。后来，流言破解者节目（MythBuster）使用喷嘴创下了苏打水喷泉29英尺（9米）的高度纪录。2008年，拉脱维亚的土里巴工商管理学校（The School of business Administration Tuiriba ）的学生制作了1911个同时喷射的喷泉，载入了世界吉尼斯纪录。

实验材料：

·2升的健怡可乐

·4颗曼妥思薄荷糖

·曲别针

·事先准备好的瓶盖（在瓶盖中央挖一个直径约10mm的小洞）

实验步骤：

注意：该活动必须在室外进行。
把曲别针拉直，然后把曼妥思糖穿在拉直的曲别针上，为了防止糖滑落，穿好后在曲别针底端弯个小钩。
将曲别针的顶端向下往上穿过准备好的瓶盖，穿过后把上方的曲别针掰弯，让它挂在瓶盖上，在准备好之前，千万不要让曼妥思糖落入可乐。
准备好之后，把挂在瓶盖上的曲别针扔进可乐，退后观察。

思考问题：

如果你边喝可乐边吃曼妥思糖会发生什么？不会发生爆炸现象，因为喝可乐的时候二氧化碳气体已经事先跑出去了。

二氧化碳的实际应用

救生衣：救生衣内部充满了压缩二氧化碳，在水中可以快速浮起

灭火器：二氧化碳可用于灭火，有些灭火器尤其是针对电气火灾专门设计的灭火器，里面盛有高压的二氧化碳液体。

去除咖啡因：液体二氧化碳是很多液态有机化合物的良好溶剂，可用来咖啡里的咖啡因。