Закрыть Другие фотографии коктейля
Закрыть Рецепт добавлен
в барную книгу
Закрыть Рецепт отправлен
Закрыть

Вспомнить пароль



Закрыть

Отправить



Закрыть



Зарегистрироваться



Вспомнить пароль

Закрыть

Выйти из системы

Сменить пароль





Слезы и вино


Слёзы вина и эффект Марангони

Налейте в бокал немного вина. Но не пейте сразу — давайте проведём научный эксперимент. Если поднять бокал, то на его стенках можно заметить стекающий слой жидкости, по форме напоминающий слёзы. Слёзы вина вызваны эффектом Марангони — явлением переноса массы вдоль границы раздела двух сред при наличии градиента поверхностного натяжения на межфазной поверхности (например, на границе жидкость-газ).

Слёзы вина

Термин слёзы вина придумал в 1865 году физик Джеймс Томсон, брат лорда Кельвина. Позднее итальянский физик Карло Марангони посвятил изучению этого явления свою диссертацию, которую он опубликовал также в 1865 году. Описанное им явление, с которым связаны не только слёзы вина, но и другие процессы в химии и гидродинамике, получило название «эффекта Марангони».


Слёзы вина на стенках бокала.

Эффект Марангони в действии

Посмотрите на бокал. Видите слёзы? Если нет, то скорее всего вы выбрали вино с низким содержанием спирта. Чтобы наблюдать слёзы вина, нужно крепкое вино. При малом содержании спирта градиент концентрации спирта, а значит и градиент коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела «вино-воздух» будут малы, поэтому слёзы на стенках бокала не появятся. На фотографии показан бокал с вином, крепость которого 13.5%. Это минимальное значение, при котором образуются слёзы.

Поверхностное натяжение — это свойство границы раздела двух фаз. Оно характеризует количество энергии, необходимое для увеличения площади межфазной поверхности. Также поверхностное натяжение можно интерпретировать как удельную (на единицу длины) силу, которая потребуется, чтобы увеличить площадь межфазной поверхности. На рисунке ниже показана жидкость, находящаяся в контакте со своим паром. Молекулы в приповерхностном слое жидкости (показаны красным) слабо взаимодействуют с молекулами пара (показаны оранжевым), что приводит к появлению неуравновешенной силы, которая стягивает поверхность жидкости. Молекулы в объёме жидкости (показаны голубым) взаимодействуют друг с другом во всех направлениях. Чтобы увеличить площадь поверхности жидкости молекулы в объёме должны сместиться в направлении поверхности, преодолевая взаимодействие в этом направлении. Для этого требуется дополнительная энергия.


Поверхностное натяжение в жидкости, взаимодействующей со своим паром. Молекулы в приповерхностном слое (красный цвет) участвуют в несимметричные взаимодействиях. Молекулы, расположенные глубже (фиолетовый цвет) участвуют в более симметричных взаимодействиях, а молекулы в объёме жидкости (синий цвет) взаимодействуют друг с другом симметрично во всех направлениях.

Сильное взаимодействие между молекулами в объёме жидкости обусловлено наличием водородных связей, поэтому требуется относительно высокое поверхностное натяжение, чтобы нарушить это сильное взаимодействие. Поверхностное натяжение на границе жидкость-пар зависит от силы взаимодействия между молекулами в объёме жидкости. Эффект Марангони — это возникновение течения в результате действия сил, обусловленных градиентом поверхностного натяжения вдоль межфазной поверхности, как показано на рисунке выше. Градиент поверхностного натяжения, в свою очередь, может возникнуть в результате неоднородного распределения концентрации или температуры раствора на поверхности раздела.

Увидеть этот эффект в действии можно, если налить воду тонким слоем на плоскую поверхность и насыпать сверху блёстки или другой похожий лёгкий материал, чтобы сделать эффект более наглядным. Взаимодействие между водой и блёстками определяется гидрофильными свойствами материала блёсток, поверхность которых является смачиваемой. Если каплю мыльного раствора, спирта, моторного масла или любой другой жидкости с отличающимся значением коэффициента поверхностного натяжения поместить в центральную часть жидкой плёнки, то все блёстки начнут быстро двигаться от центра к краю плёнки.

Добавление капли жидкого мыла приводит к формированию на поверхности воды тонкой мыльной плёнки, толщиной всего в несколько молекул. В результате возникает разность поверхностного натяжения между областью, где есть мыльная плёнка, и областями, где её нет. Как следствие, мыльная плёнка растекается, а блёстки движутся от центра к краям — мы наблюдаем эффект Марангони. В итоге молекулы мыла покроют всю поверхность воды, и поверхностная энергия уменьшится, поскольку теперь приповерхностные молекулы воды также могут взаимодействовать с гидрофильными краями молекул мыла.

На следующем рисунке описанный эксперимент проиллюстрирован на молекулярном уровне. Частицы блёсток с большей вероятностью будут взаимодействовать с водой, а не с мылом, поскольку они обладают гидрофильной поверхностью. Они выталкиваются к краям в процессе растекания мыльной плёнки, поскольку они «хотят» продолжать взаимодействие с молекулами воды.


При добавлении мыла в воду поверхностное натяжение изменяется. Мыло показано зелёным цветом как ионы с углеводородными «хвостами». Голубым цветом показаны молекулы воды в объёме жидкости, красным — на свободной поверхности, фиолетовым — в приповерхностном слое, покрытом тонкой мыльной плёнкой.

В случае слёз вина на границе раздела трёх фаз, а именно твёрдых стеклянных стенок бокала, вина и воздуха, формируется мениск. Это область, где жидкость свободно «прилипает» к поверхности стекла. Мениск формируется из-за того, что стенки бокала имеют гидрофильную поверхность, как и частицы блёсток. В вине содержится спирт, который непрерывно испаряется с поверхности жидкости, причём скорость испарения спирта выше, чем воды (поскольку равновесное давление паров этанола выше, чем равновесное давление паров воды), то же самое происходит и в мениске. В мениске концентрация спирта уменьшается быстрее из-за более высокого значения удельной поверхности (площадь поверхности, отнесённая к объёму). Таким образом, возникает разность концентрации спирта между мениском и плоской свободной поверхностью вина. Градиент поверхностного натяжения создаёт силу, которая заставляет мениск двигаться вверх по стенке бокала.

В результате движения мениска на стенке формируется тонкая плёнка жидкости, концентрация спирта в которой уменьшается, что в свою очередь приводит к дополнительному увеличению градиента поверхностного натяжения. Жидкость поднимается по стенке всё выше, пока не начинают формироваться капли. Увеличивается влияние силы тяжести, и капли начинают стекать вниз по стенкам обратно, образуя те самые слёзы.


Слёзы вина формируются вследствие градиента поверхностного натяжения (γ) между мениском и плоской свободной поверхностью вина в бокале.

Для более наглядной демонстрации этого явления приведём здесь видео, полученное с помощью скоростной съёмки:

Моделирование эффекта Марангони, модель неустойчивости струи

Мы можем смоделировать эффект Марангони в COMSOL Multiphysics с помощью модуля «Микрогидродинамика». Воспользуемся учебной моделью неустойчивости струи Jet Instability, в которой продемонстрирован подход к решению. В этой модели анализируется распад бесконечно длинной жидкой струйки, сформированной печатной головкой струйного принтера, за счёт пространственной неоднородности коэффициента поверхностного натяжения.

Решить эту задачу можно тремя методами. Это методы подвижной сетки, функции уровня или фазового поля. В галерее приложений вы найдёте PDF-файлы с пошаговыми инструкциями по построению модели с помощью двух из названных методов (подвижной сетки и функции уровня). Метод подвижной сетки быстрее и проще для использования, чем метод функции уровня, как продемонстрировано в статье блога Эда Фонтеса Моделирование многофазных течений в COMSOL®. Однако, нужно отметить, что метод подвижной сетки для моделирования эффекта Марангони мы можем использовать только тогда, когда плёнка жидкости на стенке бокала имеет конечную толщину, а сухие пятна отсутствуют. Иначе необходимо воспользоваться методами функции уровня или фазового поля.

Модель неустойчивости струи состоит из жидкого домена, имеющего форму цилиндра радиусом 20 мкм и высотой 60 мкм. Домен содержит ещё один цилиндр радиусом 5 мкм, соответствующий воде. Нам нужно задать свойства краски, а именно плотность, динамический коэффициент вязкости и коэффициент поверхностного натяжения.

Для решения задачи мы воспользуемся интерфейсом Laminar Two-Phase Flow, Moving Mesh, который будет связан с подвижной сеткой. В этой модели граница раздела фаз имеет нулевую толщину, поэтому она представлена в геометрической модели как поверхность. Это допущение позволяет использовать разумную плотность расчётной сетки. В физическом интерфейсе реализовано решение уравнений Навье-Стокса при заданных граничных условиях и преобразование уравнений для фиксированной сетки.


Распределение коэффициента поверхностного натяжения в струе краски.

Интерфейс Laminar Two-Phase Flow, Moving Mesh позволяет легко подключать другие физические интерфейсы, а кроме того, реализует более быстрый и точный метод по сравнению с методами функции уровня и фазового поля. Однако в рамках метода подвижных сеток невозможно смоделировать изменение топологии межфазной поверхности. Это означает, что с его помощью можно провести расчёт только до момента распада струи на отдельные капли. Интерфейс Laminar Two-Phase Flow, Level Set позволяет рассчитать поля скорости и давления, использовать периодические граничные условия и условия в точке.

Результаты, приведенные ниже, получены с помощью метода функции уровня. Они показывают процесс распада струи на капли в различные моменты времени. Сначала жидкость образует идеальную струю, однако неоднородность поверхностного натяжения нарушает её устойчивость, а кривизна поверхности приводит к возникновению силы, которая в итоге разрывает струю на отдельные капли.


Трансформация жидкой струи в процессе распада на капли в результате неоднородности коэффициента поверхностного натяжения (показаны шесть различных моментов времени).

Дальнейшие шаги

  • Изучите модель самостоятельно: Jet Instability – Moving Mesh and Level Set Models
  • Прочтите дополнительные материалы:
    • Моделирование многофазных течений в COMSOL®
    • Modeling Marangoni Convection with COMSOL Multiphysics
  • Посмотрите видео: Tears of Wine (and Rum)

винные ножки больше не будут хранить секреты! – Drink-Drink

Содержание

  • Что такое слезы вина?
  • Толкование слез вина
  • Почему появляются слезы вина?
    • Физика винных слез: эффект Марангони
    • Факторы, ведущие к развитию ног в вине
  • Как называются это явления?

При дегустации вина часто говорят о слезах вина. Ведь при наблюдении за вином в бокале на поверхности бокала остаются определенные капли. Вы наверняка уже заметили эти капли вина, которые остаются на поверхности бокала и медленно текут внутри него. Однако каково значение винных слез? Чем они обязаны? На все эти вопросы мы ответим в этой статье.

Что такое слезы вина?

Слезы вина – это капли вина, которые стекают в бокал после того, как его наклонили. Это отличный показатель вина, которое вы собираетесь попробовать. В этом смысле наблюдение за слезами вина особенно полезно на первом этапе дегустации вин. Чтобы выделить их, вы можете покрутить вино в бокале и оставить его на месте. Слегка наклонив стакан, вы увидите, как эти маленькие капли стекают по всей длине стакана.

Толкование слез вина

Толкование значения винных слез – важная часть дегустации вина. Будь то слезы красного вина или слезы белого вина, наблюдать за ними всегда полезно. Действительно, густые слезы часто являются признаком вина с довольно высоким содержанием алкоголя / сахара. В абсолютном выражении эта информация будет вам не очень полезна. По мере практики это может быть интересным элементом при визуальном рассмотрении вина. Наблюдение за слезами также может быть полезно, когда вы потягиваете несколько бокалов вина (в этом случае подумайте о том, чтобы выплюнуть вино). Если этим слезам иногда приписывался мистический характер, то на самом деле они возникли из-за физического явления, описанного ниже.

Почему появляются слезы вина?

Есть разные причины, по которым появляются такие слезы. Это объясняется физикой и работой ученых. При этом на их возникновение могут влиять разные факторы.

Физика винных слез: эффект Марангони

В физике слезы вина объясняются эффектом Марангони. Карло Марангони – физик XIX и XX веков, наиболее известный своими работами по механике жидкости.

Общая формулировка его теоремы такова: «жидкость с высоким поверхностным натяжением тянет жидкость вокруг себя сильнее, чем жидкость с низким натяжением». При этом после прочтения этого заявления мы не продвинулись дальше. Следует помнить, что испарение спирта со стенки стакана происходит легче, чем из самого стакана. Таким образом, жидкость на стенках содержит меньше спирта и, соответственно, больше воды. Вот что вызывает слезы вина.

Другими словами, слезы вина никоим образом не являются свидетельством грандрю или элементом, позволяющим оценить его качество. На самом деле это продемонстрированный физический феномен.

Факторы, ведущие к развитию ног в вине

Некоторые элементы могут влиять на внешний вид слез, а также на их размер и скорость течения.

В первую очередь, температура является важным элементом появления и развития слез. Фактически, чем выше температура, тем сильнее испаряется вино. Если вы поняли предыдущий абзац: испарение спирта на стенках бокала способствует слезоточивости.

Тогда сам по себе бокал вина может объяснить развитие ног. Достаточно, чтобы бокал был немного пыльным, чтобы вино оставалось прилипшим к стенкам. Это естественным образом приведет к появлению и укреплению ножек вина.

Наконец, сахар, присутствующий в вине, также занимает важное место в слезах. Чем слаще вино, тем оно гуще и, следовательно, тем дольше слезы текут и важны. Если вам интересно, вы можете хорошо провести время дома. Возьмите белое сухое вино и поставьте его в холодильник. Подавайте его очень охлажденным и наблюдайте за слезами вина. Затем налейте себе стакан мягкого белого вина комнатной температуры и повторите то же наблюдение. Вы увидите, что во втором случае слезы гораздо важнее.

Если вы хотите продвинуться дальше, вы можете подать то же вино охлажденным и комнатной температуры. Затем посмотрите, как капли вина растекаются по стенам. В вине комнатной температуры ножки будут более заметными.

Как называются это явления?

Другое название винных слез очень хорошо известно: ноги. Но не только. Таким образом, вы можете найти другие названия, такие как «слезы» (довольно близкие к слезам, мы их узнаем), «бедра», «дуги», «дуги» или даже «косяки». Таким образом, есть много способов квалифицировать это явление. При этом самый распространенный способ – это слезы. Теперь вам нужно использовать эти имена с умом. Вы должны отпустить все свои следующие дегустации: все, что вам нужно сделать, это тост!

Наконец, если вам известны какие-либо другие названия этого явления, мы будем рады включить их сюда. Пожалуйста, не стесняйтесь обращаться к нам.

Теперь вы полностью знаете ножки в вине. Эти последние не содержат для вас секретов, и вы сможете превозносить себя перед ними во время следующих дегустаций. Важны они или нет? Они быстро текут? Воспользуйтесь возможностью заполнить дегустационный лист на основе своих открытий! И хорошая новость в том, что вы можете получить его бесплатно.

Винные слезы: новый взгляд на старый феномен

Введение

Винные слезы или винные слезы — хорошо известное явление, которое можно описать как непрерывное образование жидких капель, падающих внутрь неподвижного вина. стекло. В 1855 г. J. Thomson 1 определил движущую силу восходящего потока, необходимого для непрерывного образования винных слез, как градиент поверхностного натяжения. Примерно через 15 лет после Томсона Марангони 2 описал это явление, которое обычно ассоциируется с его именем 9.0005 3 .

Как показано на рис. 1  4 , пленка начинается с мениска. Ближе к вершине пленка утолщается, образуя гребень, ограниченный по существу стационарной контактной линией, где сосуществуют фазы стекла, вина и воздуха. При достаточно равномерном промежутке слезы образуются от гребня и падают по пленке по направлению к мениску, что будет происходить в течение нескольких минут, если стекло остается неподвижным. Мениск и гребень соединены тонкой пленкой жидкости, в которой имеется восходящий поток, вызванный напряжением Марангони. Возможность наблюдать это явление и некоторые его количественные характеристики, такие как форма пленки, расстояние между разрывами и их частота, зависят от типа вина и свойств поверхности бокала. Другими словами, слезы вина являются результатом тонкого взаимодействия межфазных и объемных сил.

Существует значительный интерес к пониманию феномена слезы вина 5,6,7,8,9 . Большая часть этой работы была сосредоточена на происхождении потока Марангони, форме жидкой пленки и нестабильности, приводящей к образованию разрывов. Общепризнано, что поток, приводящий к винным слезам, обусловлен градиентом состава, возникающим в результате испарения этанола, который имеет меньшее межфазное натяжение, чем вода. Термические эффекты, возникающие в результате испарительного охлаждения, игнорировались во всех предыдущих исследованиях 5,6,7,8,9 .

Массовые потоки, вызванные межфазными силами, широко распространены в природе и имеют решающее значение для биологических функций, обработки материалов и инженерии. Значительная экспериментальная и теоретическая работа была сосредоточена на растекании пленки или нестабильности смачивания и течения, которые обычно наблюдаются в пленках, вызванных напряжениями Марангони 10,11,12,13,14 . В дополнение к градиентам межфазного натяжения можно управлять капиллярным давлением из-за кривизны интерфейса и разницей межфазного натяжения на контактных линиях для получения удивительных явлений 15 . Капли жидкости, движущиеся вверх по наклонным поверхностям 16 и сверхрастекающиеся 17,18 , — лишь два из многочисленных примеров.

Рисунок 1

Изображение разрывающейся винной пленки, показывающее равномерно расположенные слезы, падающие с гребня 4 .

Толстые стрелки указывают на восходящий поток от мениска к гребню, вызванный напряжением Марангони. На изображении показана область размером примерно 18 × 30 мм.

Изображение в полный размер

В этом исследовании мы исследуем винные слезы с целью более полного понимания механизмов, которые приводят к этому явлению. Во-первых, мы исследуем роль тепловых эффектов, вызванных испарительным охлаждением, которые ранее игнорировались, в потоке Марангони, необходимом для образования винных слез. Во-вторых, мы исследуем лежащие в основе физики закономерности, наблюдаемые в винных слезах. Для решения этих вопросов мы используем комбинацию инфракрасной термографии и классической гидродинамики. Наш анализ показывает, что испарительное охлаждение вносит значительный вклад в поток, ответственный за слезоточивость вина, и что это явление происходит в вине и других спиртных напитках из-за термодинамического поведения смесей этанол-вода. Мы также идентифицируем происхождение слезообразования как хорошо известную гидродинамическую нестабильность.

Гидродинамическая модель

Чтобы понять явление винных слез, мы начнем с простого гидродинамического анализа, применимого к области пленки между капающими слезами. Рассмотрим пленку жидкости толщиной δ( z ) на непроницаемой твердой поверхности (стекле) под углом β к силе тяжести, как показано на рис. 2. Жидкость (вино) моделируется как смесь этанола и воды с массовая доля этанола, который ведет себя как ньютоновская жидкость с постоянной плотностью ρ и вязкостью η. Мы используем квазистационарное приближение и считаем пленку (без учета кривизны стекла) бесконечно широкой в ​​ и -направление. Hence, the velocity field has the form: v x  =  v x ( x , z ), v z  =  v z ( x , z ) и не имеет расхождений:

учитывая неравенство (6) .

Обратите внимание, что толщина пленки δ преувеличена для ясности.

Изображение в полный размер

Пленка между мениском и линией контакта имеет высоту h  ~ 10 мм и характерную толщину δ 0  ~ 30 мкм. Поскольку δ 0 / h  ≪ 1, мы предполагаем, что приближение смазки 19,20 выполняется, так что давление изменяется только в направлении z . Если мы далее предположим, что инерцией можно пренебречь, уравнения Навье-Стокса упрощаются до следующего:0011

, где штрих означает производную вдоль пленки: (..)′ =  d (..)/ dz и g — ускорение свободного падения. Считая поверхность раздела твердое тело-жидкость ( x  = 0) непроницаемой и допуская отсутствие проскальзывания, мы можем написать: x  = δ), приводит к следующим граничным условиям:

, где членами более высокого порядка (произведениями заштрихованных величин) пренебрегают. F evap — массовый поток в газ из-за испарения, γ — межфазное натяжение и γ′ — напряжение Марангони. Второе граничное условие в уравнении. (5) дает капиллярное давление из-за кривизны интерфейса.

При отсутствии потока экв. (2) можно комбинировать с третьим граничным условием в уравнении. (5) и проинтегрировали, чтобы получить выражение для высоты пленки в равновесии: δ( h eq ) = 0. α - контактный угол. Для смеси этанол-вода при комнатной температуре ( w  = 0,1, 298 K) находим, используя ρ = 973 кг/м 3 и γ = 55,4 мН/м 24 , следующее . Мы измерили контактный угол в состоянии равновесия (см. Методы) и получили значение α = 14 ± 1°, что дает . Обратите внимание, что это примерно в три раза меньше высоты пленки, наблюдаемой для винных слез. В нескольких предыдущих исследованиях 7,8,9 рассматривались явления растекания, которые приводят к увеличению высоты пленки в испаряющихся жидких пленках. Движение контактных линий — сложное явление 25 ; для этого анализа мы рассматриваем квазистационарный случай, когда контактная линия эффективно стационарна.

Здесь мы фокусируемся на областях пленки жидкости вдали от мениска и гребня, так что 9 . Применяя это условие, интегрирование уравнения. (2) с граничными условиями в уравнениях. (3б) и (5а) приводит к следующему выражению:

Следовательно, скорость вдоль пленки жидкости определяется конкуренцией гравитационных и межфазных сил (схема этого распределения скоростей показана на рис. 2). Из уравнения (6) можно получить грубую оценку межфазного напряжения, необходимого для преодоления силы тяжести: γ′ >  ρg  cos βδ/2 ~ 100 мПа.

Межфазное натяжение представляет собой термодинамическое свойство, зависящее от температуры и состава (массовой доли этанола): γ = γ( T , w ). Для небольших вариаций температуры и состава мы можем написать:

Предыдущие анализы феномена «слезы вина» рассматривали γ′ как параметр и, как отмечалось выше, пренебрегали вкладом тепловых эффектов 7,8,9,10, 11,12,13,14 .

Теперь рассмотрим уравнения баланса массы этанола и энергии в пленке жидкости. Для простоты нашего анализа мы пренебрегаем эффектами Соре и Дюфура, энтальпией смешения и вязкой диссипацией 19 . Массовая доля этанола w ( x , z ) определяется выражением

, где мы приняли коэффициент массовой диффузии D постоянным. Температура T ( x , z ) определяется следующим:

где – удельная теплоемкость жидкости, λ – теплопроводность, принимаемая постоянной. Обратите внимание, что при написании ур. (8) и (9) мы пренебрегли диффузионным переносом в z - направление, которое согласуется с масштабированием, используемым для вызова аппроксимации смазки. На входе в пленку температура и концентрация однородны: T ( x , 0) =  T 0 ; w ( x , 0) =  w 0 . Выражение для скорости вдоль пленки жидкости (уравнение) (6) через ур. (7), в сочетании с балансом массы и энергии в уравнениях. (8) и (9).

Уравнения (8) и (9) требуют двух граничных условий. Предполагая, что непроницаемое твердое тело является идеальным изолятором, мы имеем следующие граничные условия на границе твердое тело-жидкость:

Балансы скачка массы и импульса на границе раздела жидкость-газ ( x  = δ) подразумевают, что плотность избыточной массы (и импульса) на границе равна нулю. Поскольку межфазное натяжение является термодинамической переменной, связанной с границей раздела γ = γ( T , w ), необходимо соблюдать осторожность при записи балансов массы и энергии видов на границе раздела 22 . Здесь для простоты мы предполагаем, что избыточной массой этанола и плотностью энергии можно пренебречь. Таким образом, балансы скачков массы и энергии этанола на границе раздела фаз в предположении, что испаряется только этанол, могут быть записаны следующим образом:

где – разница удельных энтальпий этанола в парообразном и жидком состояниях. При записи граничных условий в уравнениях. (11) мы снова пренебрегли членами более высокого порядка.

Предположим, что F испар , массовый поток этанола при x  = δ определяется как произведение коэффициента массопередачи k г и разности концентраций газовой фазы при интерфейс газа и объемный газ 19 . Из равновесной термодинамики известно, что концентрация этанола в газовой фазе связана с его концентрацией в жидкой фазе. Для идеальных смесей зависимость является линейной с коэффициентом пропорциональности, определяемым отношением давления паров чистого компонента к общему давлению: стр вап / стр . Отклонения от идеального поведения учитывают, умножая это отношение на зависящий от концентрации коэффициент активности. Следовательно, если предположить, что концентрация этанола в воздухе вдали от границы раздела пренебрежимо мала, мы можем написать F испар  =  k г φw (δ, z ), где φ определяется коэффициентом φ. На рис. 3 показано, что φ, определяемый стандартными методами 26 , сильно зависит от концентрации этанола в . Рис. 3 массовой доли этанола при 298 K.

Нас интересуют области пленки, в которых имеется чистое восходящее течение (в направлении z ) — например, толстые черные стрелки на рис. 1. Далее удобно ввести среднее по толщине пленки: , так что из ур. (6), заменив ур. (7), получаем

где мы использовали приближения и . Необходимым условием непрерывного разрыва является то, что существует чистое течение вверх по жидкой пленке, или 〈 v z 〉 > 0,

Интегральная форма уравнения массового баланса. (1) для жидкой пленки, используя граничные условия в уравнениях. (3a) и (4), принимает вид:

Аналогично, используя уравнения. (4), (10a) и (11a), массовый баланс этанола для жидкой пленки, ур. (8) можно записать как

, где мы использовали ур. (13) и приближение . Уравнение (14) выражает баланс между конвективным переносом массы вдоль пленки и испарительным потоком массы в газовую фазу. Наконец, используя уравнения. (4), (10б) и (11б), энергетический баланс для жидкой пленки ур. (9) принимает вид

, где мы использовали приближение . Уравнение (15) выражает баланс между конвективным переносом энергии вдоль пленки и энергией, необходимой для испарения этанола.

Уравнения (12)–(15) представляют собой связанную систему обыкновенных дифференциальных уравнений, которые определяют толщину пленки, среднюю скорость, концентрацию этанола и температуру внутри пленки. Эти уравнения могут быть проинтегрированы по эталонным значениям δ 0 , 〈 v z 0 , w 0 и T 0 .

Результаты

Чтобы изучить вклад градиента температуры T ′ в напряжение Марангони, мы использовали инфракрасную термографию для измерения распределения температуры в разрывающейся винной пленке. Типичное инфракрасное изображение, взятое из видео (см. Дополнительную информацию), представлено на рис. 4. На этом изображении показаны две более холодные области в форме падающих слез, между которыми находится область с температурным градиентом в з -направление. Мы интерпретируем область между падающими слезами как область, где возникает течение Марангони. На рис. 5 показан профиль температуры вдоль красной вертикальной линии на рис. 4. Из этого рисунка находим для градиента температуры Тл ′ ~ −100 К/м. Чтобы оценить градиент концентрации, мы объединяем уравнения. (14) и (15), что дает:

Рис.0011

Шкала справа показывает температуру в °C.

Изображение в полный размер

Рис. 5

Температурный профиль вдоль красной линии на Рис. 4 .

Пунктирная линия имеет наклон T ′ ~ −100 K/м, что является средним значением, полученным из нескольких изображений.

Полноразмерное изображение

Это приводит к w ′ ~ −0,5 1/м, что согласуется с измерениями, опубликованными в другом месте 9 . Для смеси этанол-вода при комнатной температуре ( w  = 0,1, 298 K) имеем -K и 24 , так что и . Следовательно, вклад градиентов состава и температуры в напряжение Марангони имеет сопоставимые величины .

Для только что рассмотренного случая изменение концентрации этанола вдоль пленки составляет менее одного процента. Исходя из этого, ищем приближенное решение уравнений (12)–(15), справедливое при малых изменениях w . Сначала умножаем ур. (12) на 〈 v z 〉 и объединить с уравнениями. (14) и (15). Установка Δ → Δ 0 , ϩ W W 0 и ϩ V Z → Да V Z → Да V Z 8866. . . . . . уравнение для 〈 v z 0 , которое имеет два (действительных) решения. Принимая положительное решение, находим

где – характеристическая скорость, а C  =  k g /(2 ρηV 2 ). Обратите внимание, что производные межфазного натяжения оцениваются как w 0 . Выражение в уравнении (17) позволяет рассмотреть необходимое условие соблюдения винных слез: 〈 v z 0  > 0 и его зависимость от термодинамических свойств водно-этанольных смесей.

Следует отметить, что смеси этанол-вода демонстрируют умеренные отклонения от поведения идеального раствора. Установку мы видим из рис. 3 для w  = 0,1 имеем φ ≃ 0,4, так что коэффициент активности . На рис. 3 также показаны концентрационная и температурная зависимости параметров межфазного натяжения 24 и , последнее с использованием нормировки, подразумеваемой уравнением. (17).

Коэффициент массопереноса k g — единственный неизвестный параметр в модели. Обычный подход 19 к оценке коэффициентов массопереноса заключается в использовании корреляций в терминах безразмерной группы, известной как число Шервуда: S H = K G H G D G , где ρ G и D G - это DOTAN и D G . газовая фаза. Число Шервуда указывает на относительную важность конвективного и диффузионного массопереноса, и для существенно застойных жидкостей целесообразно положить Sh ~ 1. Используя значения и, получаем следующую оценку для коэффициента массопереноса: . Отметим, что это значение согласуется с измеренными скоростями испарения в смесях этанол-вода 14 .

На рис. 6 представлена ​​зависимость 〈 v z 0 / V от массовой доли этанола w 6 0 900q. (17). Из этого рисунка видно, что скорость, вызванная только градиентом концентрации, достигает максимума, в то время как скорость, вызванная только градиентом температуры, монотонно возрастает с w 0 . Вклад 〈 w 〉′ в 〈 v z 0 масштабируется примерно с ; явная зависимость от w 0 дает максимум при w 0  = 0,5. Однако, поскольку и , и φ являются убывающими функциями w 0 , как показано на рис. 3, максимум на кривой 〈 w 〉′ смещается к . Для скорость, вызванная градиентом температуры 〈 T 〉′, составляет примерно одну треть скорости, вызванной градиентом концентрации 〈 w 〉′, а для отдельных вкладов равны. Скорость, вызванная совместным действием градиентов концентрации и температуры, показанная на рис. 6, достигает максимума при концентрации этанола для типичного вина. Аналогичные расчеты, включающие испарение воды, отличаются примерно на 10 % от кривых на рис. 6. Важно отметить, что как формы, так и относительные величины кривых на рис. 6 не зависят от оцениваемого параметра модели k г и вместо этого определяются простой физической моделью и термодинамическими свойствами смесей этанол-вода, показанными на рис. 3.

Рис. 6 17.

Кривые показывают скорость, определяемую градиентом состава 〈 w 〉′, градиентом температуры 〈 T 〉′, а также градиентами состава и температуры.

Изображение в полный размер

Мы также провели измерения инфракрасной термографии коньяка (), которые представлены на рис. 7. Что касается винной пленки на рис. 4, мы видим на рис. из видео в дополнительной информации), окружающих область с температурным градиентом. Температурный профиль на рис. 8 показывает область с почти однородной температурой, для которой у нас в настоящее время нет объяснения. Грубая оценка среднего градиента температуры по профилю на рис. 8 дает T ′ ~ −200 K/м, что приводит к напряжению Марангони . Мы оцениваем градиент концентрации, используя (16), что дает w ′ ~ −0,6 1/м и напряжение Марангони . Таким образом, для жидкости с более высокой концентрацией этанола мы находим, что относительный вклад градиента температуры в напряжение Марангони примерно такой же, как вклад градиента концентрации, а комбинированные вклады приводят к несколько меньшему напряжению Марангони, чем для жидкость с более низким содержанием этанола. Эти наблюдения согласуются с результатами на рис. 6. Стоит отметить, что как величина, так и независимость от концентрации w ′, обнаруженные в этом исследовании, согласуются с измеренными профилями концентрации в испаряющихся пленках этанол-вода 9 . Мы также отмечаем, что предыдущие экспериментальные работы, в которых тепловые эффекты игнорировались, были основаны на смесях этанол-вода, имеющих более высокие концентрации этанола w  ≥ 0,5 9,14 .

Рисунок 7

Инфракрасное изображение пленки коньяка ( w  ≃ 0,35), полученное в направлении x , как показано на рисунке 2

Шкала справа показывает температуру в °C.

Изображение в полный размер

Рис. 8

Профиль температуры вдоль красной линии на рис. 7

Штриховая линия имеет наклон изображений.

Увеличить

Теперь рассмотрим механизмы образования винных слез. Как показано на рис. 1, в гребне у верхней части пленки образуются разрывы. Простое объяснение образования гребня 11,12,13,14 заключается в том, что скорость потока, вызванная напряжениями Марангони, превышает скорость, с которой объем пленки увеличивается за счет движения контактной линии. Это означает, что краевой угол α будет больше в испаряющейся жидкой пленке, чем в равновесии. Баланс сил на стационарной линии контакта при отсутствии массообмена и вязких напряжений приводит к уравнению Юнга: cos α = Δγ fs /γ, где Δγ fs – разность межфазных натяжений между жидкими фазами и твердое тело 21 . Поскольку жидкость на хребте имеет большее межфазное натяжение (меньше этанола), уравнение Юнга, предполагающее, что Δγ fs является постоянным, предполагает увеличение α. Мы также наблюдали постепенное увеличение измеренного краевого угла при испарении этанола из этанола. Основываясь на этих наблюдениях, мы предполагаем для краевого угла: α ≃ 30° в последующем анализе.

Исследования динамики и устойчивости течений со свободной поверхностью относятся к середине 19 -го -го века 27 и продолжает оставаться активной областью исследований 28,29 . Как отмечалось выше, существует интерес к пониманию неустойчивости течения, наблюдаемой в пленках, вызванных напряжениями Марангони. Большая часть этой работы была сосредоточена на формировании равномерно расположенных гребней в области мениска, которые параллельны направлению z на рис. 2. Эта нестабильность, по-видимому, вызвана конкуренцией между вязкими, капиллярными напряжениями и напряжениями Марангони 11 ,12,13,14 . Мы не наблюдали этого явления, по-видимому, потому, что расстояние между гребнями уменьшается по мере того, как пленка становится более вертикальной (меньшее β) 9 .

Было высказано предположение 11 , что образование разрывов на гребне является результатом хорошо известной нестабильности Рэлея-Плато 27 . Неустойчивость Рэлея-Плато, описывающая образование капель из струи жидкости, основана на взаимодействии сил инерции и межфазного натяжения, возникающих в результате осесимметричных возмущений на поверхности струи жидкости. Рэлей обнаружил, что жидкая струя неустойчива к возмущениям, длина волны которых λ больше длины окружности цилиндра 2 πR . Однако гипотеза о том, что этот механизм ответственен за винные слезы, не была количественно исследована 11 .

Чтобы исследовать нестабильность, приводящую к образованию винных слез, мы начнем с определения морфологии гребня. Грубое приближение состоит в том, чтобы рассматривать гребень как цилиндр с радиусом R (см. рис. 2). Оценка для R может быть получена из ширины гребня W и угла контакта: W  = 2  R  sinα. Анализ изображений (типа показанных на рис. 1) дает , так что . По этим изображениям мы также оцениваем среднее расстояние между падающими слезами как . Относительная важность вязких и межфазных сил в динамике жидкой пленки может быть определена по значению числа Онезорге. Здесь мы имеем Oh ~ 10 −3 , поэтому разумно предположить, что вязкие эффекты не играют роли в механизме неустойчивости. Самая быстрорастущая неустойчивость для неустойчивости Рэлея-Плато соответствует 27 . Следовательно, предсказанная длина волны для неустойчивости Рэлея-Плато равна , что хорошо согласуется с наблюдаемым значением. Несколько более реалистичная морфология гребня состоит в том, чтобы рассматривать его как цилиндр, разрезанный по длине и связанный двумя контактными линиями. Исследована устойчивость жидких гребней такой геометрии; наиболее неустойчивая мода соответствует возмущению с длиной волны 30,31 . Для рассматриваемой здесь системы это дает , что примерно в два раза меньше наблюдаемого значения, но все же приемлемо. Основываясь на этом анализе, мы считаем, что есть убедительные доказательства того, что регулярный характер образования винных слез обусловлен нестабильностью Рэлея-Плато .

Обсуждение

Феномен «слезы вина» является результатом тонкого взаимодействия межфазной и объемной гидродинамики. Испарение этанола вызывает межфазное напряжение (Марангони), которое, в свою очередь, вызывает наблюдаемый объемный поток. Распространенным заблуждением является то, что стресс Марангони возникает только из-за градиентов концентрации. Мы показали, используя комбинацию экспериментов и моделирования, что поток Марангони, имеющий место в явлении слезы вина, является результатом градиентов как состава, так и температуры. Измерения инфракрасной термографии показывают существование температурных градиентов достаточной величины, чтобы вызвать напряжение Марангони, сравнимое с напряжением от градиентов концентрации.

Модель, разработанная здесь, представляет собой простое описание связи потока жидкости и переноса энергии и массы в испаряющихся жидких пленках. В отличие от предыдущего анализа явления, в котором межфазное напряжение рассматривалось как параметр, разработанная здесь модель основана на связанном наборе уравнений баланса для массы, импульса и энергии, так что межфазное напряжение предсказывается. Модель не учитывает более сложные явления в областях пленки вблизи мениска и линии контакта и способна лишь уловить качественные особенности измеренных профилей температуры. В частности, объяснение наблюдаемой в некоторых случаях немонотонной зависимости температуры требует дальнейшего изучения. Испарение воды, которым в этой работе пренебрегали, еще больше усложняет явление. Большая скрытая теплота испарения воды означает, что тепловой эффект усиливается, в то время как испарение воды уменьшает вклад концентрации в напряжение Марангони. Кроме того, мы пренебрегли связью диффузионных потоков массы и энергии (эффекты Соре и Дюфура) и энтальпией смешения. Тем не менее модель полуколичественно предсказывает условия, необходимые для наблюдения винных слез, и устанавливает существенную природу тепловых эффектов в этом явлении. На зависимость напряжения Марангони от концентрации этанола сильное влияние оказывают термодинамические свойства (межфазное натяжение и коэффициент активности) смесей этанол-вода. Интересно, что сочетание этих свойств приводит к максимальному стрессу Марангони при концентрации этанола, характерной для типичного вина.

Второй интересной особенностью феномена винных слез является очень регулярный характер образования слез. Используя довольно простой анализ, основанный на упрощенной морфологии винной пленки, мы представили убедительные доказательства того, что картина, наблюдаемая при образовании винных слез, является результатом хорошо известной нестабильности Рэлея-Плато.

Методы

Материалы

Красное вино (California Pinot Noir), используемое в этом исследовании, содержало 13% этанола по объему, что без учета изменения объема при смешивании соответствует 10% этанола по массе, а коньяк (Hennessy) содержал 40% % этанола по объему, что соответствует 35% этанола по массе.

Процедуры

Стекло очищали путем замачивания в растворе хромовой кислоты и перекиси водорода с последующим ополаскиванием деионизированной водой. Изображение на рис. 1 взято из фильма, снятого с помощью камеры отраженного света (Sony DCRSR64) и модифицированного объектива для увеличения глубины фокусировки камеры и предотвращения отражения от стеклянной стены 4 . Инфракрасные изображения на рис. 4 и 7 были получены из видео, снятого с помощью ИК-камеры (FLIR A320) с пространственным разрешением 320 × 240 пикселей и чувствительностью 0,1 K, оснащенной объективом с фокусным расстоянием 18 мм. Инфракрасные фильмы были сделаны в стекле конической формы (β ≃ 45°), чтобы облегчить изображение жидкой пленки. Контактный угол вина на (боросиликатном) стекле определяли с помощью дифференциальной интерферометрии в отраженном свете путем помещения капли объемом 2 − 3 мкл на предметное стекло микроскопа. Подробности метода можно найти в другом месте 32,33 .

Дополнительная информация

Как цитировать эту статью : Венерус, Д. К. и Ньето Симавилла, Д. Слезы вина: новый взгляд на старый феномен. науч. Респ. 5 , 16162; doi: 10.1038/srep16162 (2015).

Ссылки

  • Дж. Томсон. О некоторых любопытных движениях, наблюдаемых на поверхности вина и других алкогольных напитков. Фил. Маг. 10, 330–333 (1855).

    Артикул Google Scholar

  • К. Марангони. Ueber die Ausbreitung der Tropfen einer Flüssigkeit auf der Oberfläche einer anderen. Анна. дер физ. 22, 337–354 (1871).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Л. Э. Скривен и К. В. Стерлинг. Эффект Марангони. Природа. 187, 186–188 (1960).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • А. Д. Николов и Д. Т. Васан. Пленки смачивания и обезвоживания: роль структурных сил. Доп. Коллоидный интерфейс Sci. 206, 207–221 (2014).

    Артикул КАС Google Scholar

  • М. Лёвенталь. Слезы крепкого вина. Фил. Маг. 12, 462–472 (1931).

    Артикул Google Scholar

  • Дж. Уокер. Что вызывает слезы, которые образуются внутри бокала вина? науч. Являюсь. 248, 162–169 (1983).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • П. Неоги. Винные слезы и родственные явления. J. Коллоидный интерфейс Sci. 105, 94–101 (1985).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ж. Б. Фурнье и А. М. Казабат. Слезы вина. Еврофиз. лат. 20, 517–522 (1992).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Р. Вийомье, В. Эго, Л. Нельтнер и А. М. Казабат. Слезы вина: стационарное состояние. Ленгмюр. 11, 4117–4121 (1995).

    Артикул КАС Google Scholar

  • В. Людвикссон и Э. Н. Лайтфут. Динамика тонких пленок жидкости при наличии градиентов поверхностного натяжения. Айше Дж. 17, 1166–1173 (1971).

    Артикул КАС Google Scholar

  • А. М. Казабат, Ф. Хеслот, С. М. Троян и П. Карлес. Пальцевая нестабильность тонких намазочных пленок, вызванная температурными градиентами. Природа. 346, 824–826 (1990).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • А. М. Казабат, Ф. Хеслот, С. М. Троян и П. Карлес. Гидродинамическая пальцеобразная неустойчивость управляемых смачивающих пленок. Доп. Коллоидный интерфейс Sci. 39, 61–75 (1992).

    Артикул КАС Google Scholar

  • X. Фэнтон, А. М. Казабат и Д. Кере. Толщина и форма пленок, движимых потоком марангони. Ленгмюр. 12, 5875–5880 (1996).

    Артикул КАС Google Scholar

  • А. Э. Хосой и Дж. В. Буш. Испарительные неустойчивости в лазающих пленках. Дж. Жидкостная механика. 442, 217–239 (2001).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ MathSciNet Google Scholar

  • М. Грунзе. Приводные жидкости. Наука. 283, 41–42 (1999).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • М. К. Чаудхури и Г. М. Уайтсайдс. Как заставить воду бежать вверх. Наука. 256, 1539–1541 (1992).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Д. Т. Васан, А. Д. Николов и Х. Бреннер. Капли мчатся по поверхности. Наука. 291, 605–606 (2001).

    Артикул КАС Google Scholar

  • Д. Т. Васан и А. Д. Николов. Растекание наножидкостей по твердым телам. Природа. 423, 156–159(2003).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Р. Б. Бёрд, У. Э. Стюарт и Э. Н. Лайтфут. Транспортные явления. Wiley, Нью-Йорк, второе издание (2001 г.).

  • А. Орон, С. Х. Дэвис и С. Г. Банкофф. Долгомасштабная эволюция тонких жидких пленок. Преподобный Мод. физ. 69, 931–980 (1997).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Дж. К. Слэттери, Л. Сагис и Э.-С. Ой. Межфазные транспортные явления. Спрингер, Нью-Йорк, второе издание (2007 г.).

  • Х. К. Оттингер и Д. К. Венерус. Термодинамический подход к явлениям межфазного переноса: однокомпонентные системы. Айше Дж. 60, 1424–1433 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • Ландау Л.Д., Лифшиц Э.М. Механика жидкости. том 6 курса теоретической физики. Пергамон, Оксфорд, второе издание (1987).

  • Г. Васкес, Э. Альварес и Х. М. Наваза. Поверхностное натяжение спирт + вода от 20 до 50 град. Дж. Хим. англ. Данные. 40, 611–614 (1995).

    Артикул Google Scholar

  • Д. Бонн, Дж. Эггерс, Дж. Индеке, Дж. Менье и Э. Ролли. Смачивание и растекание. Преподобный Мод. физ. 81, 739–805 (2009).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • А. Фреденслунд, Р. Л. Джонс и Дж. М. Праусниц. Групповая оценка коэффициентов активности в неидеальных жидких смесях. Айше Дж., 21, 1086–1089 (1975).

    Артикул КАС Google Scholar

  • Л. Рэлей. О неустойчивости струй. проц. лон. Мат. соц. 10, 4–13 (1878 г.).

    Артикул MathSciNet Google Scholar

  • Дж. Эггерс. Нелинейная динамика и разрушение течений со свободной поверхностью. Преподобный Мод. физ. 69, 865–929 (1997).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Р. В. Крастер и О. К. Матар. Динамика и устойчивость тонких пленок жидкости. Преподобный Мод. физ. 81, 1131–1197 (2009).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • К. Секимото, Р. Огума и К. Кавасаки. Анализ морфологической устойчивости частичного смачивания. Анна. физ. 176, 359–392 (1987).

    Артикул КАС ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Ф. Брошар-Уайарт и К. Редон. Динамика неустойчивостей жидкого обода. Ленгмюр, 8, 2324–2329 (1992).

    Артикул КАС Google Scholar

  • Николов А.Д., Димитров А.С., Кральчевский П.А. Точность дифференциально-интерферометрических измерений кривизны - экспериментальное исследование с каплями жидкости. Опц. Акта. 33, 1359 г.–1386 (1990).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google Scholar

  • Димитров А.С., Кральчевский П.А., Николов А.Д., Васан Д.Т. Краевые углы тонких жидких пленок: интерферометрическое определение. Сб. Серф. 47, 299–321 (1990).

    Артикул КАС Google Scholar

Скачать ссылки

Благодарности

Авторы выражают благодарность профессору Николову Алексею Дмитриевичу за стимулирующие дискуссии о винных слезах, за выполнение измерений краевого угла и за изображение на рис. 1.

Информация о авторе

Авторы и принадлежность

  1. Департамент химической и биологической инженерии, Иллинойсский институт технологии, Чикаго, IL, 60616

    David C. Venerus & David Nieto Simavilla

59

66611111144444444444444444444444444444444444444444444.

444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444444448н. Venerus

Посмотреть публикации автора

Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  • Дэвид Ньето Симавилья

    Посмотреть публикации автора

    Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar

  • Contributions

    Два автора (D.C.V. и D.N.S.) внесли равный вклад в это исследование. Инфракрасное изображение и анализ данных были выполнены D.N.S. а гидродинамическая модель была разработана D.C.V. Рукопись была составлена ​​D.C.V. и пересмотрено на основе отзывов от D. N.S.

    Декларации этики

    Конкурирующие интересы

    Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих финансовых интересов.

    Электронный дополнительный материал

    Дополнительная информация

    Дополнительное видео 1

    Дополнительное видео 2

    Права и разрешения

    Эта работа имеет лицензированное в соответствии с Attribution Commons 4.0. Изображения или другие сторонние материалы в этой статье включены в лицензию Creative Commons на статью, если иное не указано в кредитной строке; если материал не включен в лицензию Creative Commons, пользователям необходимо будет получить разрешение от держателя лицензии на воспроизведение материала. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

    Перепечатки и разрешения

    Об этой статье

    Что на самом деле означают винные ножки?

    Являются ли винные «ножки» признаком вина более высокого качества? Узнайте больше о винных ножках, расскажите о вине и о том, как приготовить винные ножки в бокале, когда вы в следующий раз будете пить.

    Несмотря на то, что вы, возможно, слышали, винные ножки или «слезы» не являются показателем качества вина. На самом деле это научный феномен, который может дать вам ключевую информацию об уровне алкоголя в вине.

    • Вина с высоким содержанием алкоголя собирают более плотные капли на стенках бокала, чем вина с низким содержанием алкоголя
    • Более сладкие вина более вязкие, слезы будут медленнее течь по стенкам бокала.
    Винные ножки на бокале Рубиновый портвейн крепостью 20% с остаточным сахаром около 90 г/л.

    Больше «ножек» или капель может указывать либо на высокое содержание алкоголя, либо на высокое содержание сахара в вине. Винные ножки образуются в результате испарения алкоголя со стенок бокала.

    Что такое винные ножки?

    Винные ножки — это капельки вина, образующиеся на внутренней стороне бокала. Винные ножки являются примером эффекта Гиббса-Марангони, явления, которое является результатом поверхностного натяжения жидкости, вызванного испарением алкоголя. На самом деле, вы можете прочитать потрясающую статью НАСА об эффекте Гиббса-Марангони в космосе.

    СОВЕТ: Температура и влажность в помещении сильно влияют на скорость образования винных ножек.

     

    Купи книгу, получи курс.

    Получите курс Wine 101 (стоимостью 50 долларов США) БЕСПЛАТНО при покупке Wine Folly: Magnum Edition.

    Купить сейчас

    Другие названия «Винных ножек»
    • Слезы вина
    • Церковные окна
    • Эффект Гиббса-Марангони
    Как оценить винные ножки

    Перед тем, как взболтать бокал, держите вино под углом, чтобы оно вытекало по одной стороне бокала. Далее выровняйте бокал и посмотрите, как течет вино (вязкость) и наблюдайте за плотностью образующихся ножек. Если вы видите много ног, вы можете догадаться, что вино имеет более высокий уровень алкоголя, который вы можете почувствовать как согревающее/жжение в задней части горла.

    Совет для дегустации вслепую: Развивайте свои винные способности, всегда проверяя вино и сверяя его с этикеткой вина. С опытом вы начнете замечать, что некоторые винные этикетки отличаются крепостью почти на 1,5%!

    Что на самом деле происходит с винными ножками?

    Когда вы взбалтываете вино, вы создаете тонкую винную пленку на поверхности бокала. Когда алкоголь в этой смеси испаряется (создавая винные ароматы), оставшаяся водно-винная смесь собирается на стенках стакана, образуя капли, которые падают обратно в стакан.

    Кстати, если у вас есть закрытая бутылка вина и вы ее встряхиваете, вы заметите, что этого явления не происходит! Это потому, что испарения не происходит. Испарение является ключом к тому, почему появляются винные слезы.
     

    Продолжение образования:
    Как взбалтывать вино

    Завихрение приводит к испарению алкоголя (звучит плохо, но на самом деле хорошо!), благодаря чему мы можем ощущать все нюансы ароматов в вине.


    Learn more

    Использование материалов сайта разрешается только с указанием ссылки на источник Содержание, карта.