Рост пузырьков в пересыщенной жидкости

Я прочитал следующий раздел, который я не совсем понимаю (у меня нет технического образования). Это из этой статьи о формировании пузырьков CO2 в газированных напитках.

Когда бутылка с жидкостью с CO2 под давлением открывается при атмосферном давлении, закон Генри диктует, что любая газовая полость внутри нее немедленно примет концентрацию насыщения при атмосферном давлении. В ответ на градиент концентрации молекулярная диффузия вызывает чистый поток газа к полости, который заставляет ее расти в виде пузыря.

Я так понимаю, что баллон перенасыщен, т.е. концентрация СО2 в жидкости больше, чем концентрация насыщения при атмосферном давлении. Это означает, что CO2 должен «выходить» из жидкости при атмосферном давлении до тех пор, пока его концентрация не станет концентрацией насыщения.

Однако у меня есть следующие вопросы:

  1. Как вообще образуются «газовые полости»? Являются ли они просто маленькими пузырьками, которые спонтанно образуются в жидкости под давлением, а затем начинают расти, когда давление становится давлением окружающей среды?
  2. Из чего состоят «газовые полости»/пузыри? Это просто CO2 или смесь CO2 и жидкости? Потому что, если бы они состояли исключительно из CO2 (что я предполагаю), концентрация CO2 в пузырьке была бы 100%, а это означало бы, что они действительно уменьшились бы в размере из-за диффузии из пузырьков.

Ответы (1)

Да, я думаю, он образуется самопроизвольно из-за локальных колебаний состояния жидкости. Здесь жидкость должна временно колебаться до более высокого энергетического состояния жидкость + небольшая газовая полость. Флуктуация в более высокое энергетическое состояние с энергией E должна иметь вероятность, пропорциональную е Е / Т . Только здесь вместо того, чтобы флуктуация исчезла, вернувшись в исходное состояние, происходит описанная вами неустойчивость, когда избыточный газ стекает в пузырек и заполняет его. Это конечное состояние имеет меньшую энергию, чем исходное состояние, поэтому оно останется в этом конечном состоянии.