využil jsem nedávného chladného počasí k rozšíření naší chladicí kapacity tím, že některé nápoje položím na verandu mimo kuchyňské dveře. Jednou v noci, když venkovní teplota klesla na 10 stupňů Fahrenheita, některé plechovky od Coly explodovaly. Také dvoulitrová plastová láhev koktejlu z brusinkového džusu vykazovala zvláštní kvalitu. Voda ztuhla, ale druhý obsah ne. Zajímalo by mě, proč červený obsah nezmrzl. Objevil jsem novou nemrznoucí směs?
kdybych byl vámi, nenaplnil bych chladicí systém mého auta brusinkovou šťávou. Je to docela žíravé kvůli jeho kyselosti, a jeho cukr by žvýkal díla. Ale objevili jste zajímavý jev.
podle seznamu složek, které jste mi poslali, obsahuje váš koktejl „filtrovanou vodu, brusinkovou šťávu (z koncentrátu a brusinkové šťávy), kukuřičný sirup s vysokým obsahem fruktózy, kyselinu askorbovou (vitamín C).“Odložíme otázku, jak získali tuto složku „brusinkový džus“ kombinací brusinkového džusu s koncentrátem brusinkového džusu (neudělalo by to šťávu a půl?), vidíme, že spolu s vodou je v té láhvi mnoho cizích molekul, molekuly cukrů a různé červené „brusinky“.“
kolik brusinek? Štítek říká „brusinkový džus koktejl,“ ne “ brusinkový džus.“Můžete také vidět etikety nápojů, které připouštějí, že jsou „XX Juice Drink“, kde XX je ovoce nebo zelenina. „Koktejly“ a „nápoje“ nejsou čistou šťávou XX. S největší pravděpodobností váš koktejl obsahuje pouze 20 až 27 procent skutečné ovocné šťávy. Zkontrolujte štítek; FDA vyžaduje, aby bylo uvedeno procento šťávy.
přesto je drtivá většina molekul v láhvi stará dobrá H2O, která samozřejmě zamrzne při 32 stupních Fahrenheita. Když se molekuly vody ochladí na tuto teplotu, zpomalí se natolik, že se spojí do těsné krystalické sítě-ledu – to je tak těžké se rozbít (překvapení!) LED je mnohem tvrdší látka než kapalná voda.
se všemi těmi ostatními mimozemskými molekulami, které se tam vznášely, měly molekuly vody těžké najít jeden druhého, aby vytvořily ledové krystaly. Nakonec ale ztuhl, když zpomalil ještě dál, tedy na teplotu nižší než 32 stupňů. Molekuly vody jsou však notoricky známé tím, že se silně drží pohromadě. Takže když ztuhl, byli schopni loket všechny tyto cizí molekuly stranou tvořit relativně ryzí, čistý led. Proto normálně vypadající, čistý led, který jste viděli. Červené „brusinkové věci“ zůstaly pozadu v nezmrazené tekutině.
(ledovce v arktických oblastech jsou vyrobeny z relativně slané vody ze stejného důvodu, přestože byly zmrazeny ze slané mořské vody.)
o těch vybuchujících plechovkách od Coly. Jak každý ví, voda se rozšiřuje, když zamrzne. Je to proto, že molekuly vody v ledu jsou ve formě otevřené mřížové struktury, zatímco v tekuté formě si užívali intimitu tváří po tváři. Během přechodu zmrazení z těsné blízkosti k rozložené tvorbě se musí objem zvýšit a toto rozšíření je to, co rozděluje plechovky. Kdybyste se podívali dovnitř, viděli byste, že led je relativně čistá voda a zanechává za sebou všechny barevné haraburdí, stejně jako v koktejlu brusinkové šťávy.
zkuste to. Vložte do mrazničky otevřenou průhlednou plastovou láhev koksu nebo Pepsi, a když zamrzne, uvidíte krásné krajkové krystaly čistého čirého ledu na pozadí hnědé.
nyní, pokud jste zůstali vzhůru celou noc jako dobrý vědec, při pečlivém měření teploty při zaznamenávání pozorování v laboratorním notebooku, možná jste objevili sled událostí, když se vaše nápoje ochladily. Dovolte mi odvodit, co se muselo stát.
za prvé, koktejl z brusinkové šťávy musí nejprve zmrznout, při teplotě o stupeň nebo dva pod 32 stupňů, protože je to většinou voda, v níž není mnoho „jiných věcí“. Soda, která obsahuje mnohem více cukru, kyseliny fosforečné a dalších rozpuštěných složek, aby trochu snížila bod tuhnutí, ztuhla při teplotě o několik stupňů nižší než koktejl.
další věc, uvnitř plechovek od sody byl tlak plynu, že? Tlak plynu potlačuje expanzi, která doprovází zmrazení, stejně jako stisknutí pečícího bochníku chleba by bránilo jeho vzestupu. Soda tedy nemohla zmrznout, dokud její teplota nebyla ještě nižší, než kdyby byla otevřená vzduchu.
a další věc. Byl váš cola Classic Coke nebo dietní Coke? Klasický a dietní koks se liší především svým typem sladění: poměrně velké množství cukru nebo kukuřičného sirupu oproti malému množství umělého sladidla. Čím více cizích molekul je ve vodě, tím nižší bude jeho bod tuhnutí. Takže klasický koks by zmrzl při stále nižší teplotě než dietní koks.
jak řekl Mark Twain, “ na vědě je něco fascinujícího. Člověk dostane takové zdravé výnosy dohadů z takové maličké investice skutečnosti.“
: Perspicacious čtenář Anonymous of Falls Church pošle štítek z balíčku Whole Foods‘ Fresh Fields Brand zeleninový koláč vyrobený z pečené zeleniny (to je jen název, ne recept). Mezi více než 20 další složky, uvádí “ red whine.“Žádný červený tetřev, hovězí maso, krab nebo kapr?
(všimli jste si nějaké hlouposti na etiketách potravin? Své příspěvky s označením zašlete spolu se svým jménem a městem na adresu Food 101, Food Section, The Washington Post, 1150 15th St. NW, Washington, D.C. 20071 nebo na níže uvedenou e-mailovou adresu.)
Robert L.Wolke (www.profesoři.com) je emeritní profesor chemie na University of Pittsburgh a autor, naposledy, „co Einstein řekl svému kuchaři: Kitchen Science Explained“ (W. W. Norton, $25.95). Může být dosažen na [email protected].