Questions sur les gaz dans les bouteilles de soda

[Albert-cosmoff]

bonjour a tous,

voila un ami a acheté un bouchon pour eviter que le gaz s'echappe de la bouteille de soda,c'est une sorte de pompe qui ajoute de l'air dans la bouteille.

j'ai fait mes petites recherche sur internet et certains disent que ca marche d'autres non, j'ai donc besoin d'aide de scientifique.

pour moi:
quand la bouteille a deja été ouverte et on la referme, le dioxyde de carbone sort du liquide et va dans l'air de la bouteille ce qui va diminuer le gaz dans le liquide, donc avec la pompe si on augmente la pression de la bouteille , le dioxyde de carbone aura plus tendance a rester dans le liquide non ?
j'avais vu une experience dans un sous marin ou un homme avait secoué une canette de soda dans tout les sens et rien n'était sorti, j'en ai deduis que la pression empecher le dioxyde de carbone de s'echapper donc rajouter de l'air devrait marcher ?

deuxieme question , j'en profite, pourquoi le dioxyde de carbone a besoin de site de nucléation pour s'echapper du liquide, c'est un gaz donc il monte naturellement au dessus de l'eau non, pourquoi le dioxyde de carbone a besoin de se regrouper dans l'oxygene du liquide qui se trouve dans la poussiere ?

merci d'avance de votre aide
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[invite07941352]

Bonsoir,

Tiens, je ne savais pas que les sous mariniers travaillaient " sous pression "
Bon, d'accord, il y a un baromètre , mais généralement gradué de 750 à 1200 hPa , ce qui ne devrait pas trop influencer l'ouverture des boîtes de Coca-Cola ....

[Albert-cosmoff]

voici la video dans le sous marin:
https://www.youtube.com/watch?v=EJiUWBiM8HE

[mach3]

j'ai fait mes petites recherche sur internet et certains disent que ca marche d'autres non, j'ai donc besoin d'aide de scientifique.

pour moi:
quand la bouteille a deja été ouverte et on la referme, le dioxyde de carbone sort du liquide et va dans l'air de la bouteille ce qui va diminuer le gaz dans le liquide, donc avec la pompe si on augmente la pression de la bouteille , le dioxyde de carbone aura plus tendance a rester dans le liquide non ?
j'avais vu une experience dans un sous marin ou un homme avait secoué une canette de soda dans tout les sens et rien n'était sorti, j'en ai deduis que la pression empecher le dioxyde de carbone de s'echapper donc rajouter de l'air devrait marcher ?

c'est assez exact, l'augmentation de la pression limitera le dégazage du CO2. Par ailleurs certaines personnes ont une habitude d'évacuer le plus d'air possible de la bouteille de soda avant de la refermer afin, selon eux, d'éviter qu'il se dégaze... malheureusement c'est exactement le contraire qu'il faut faire : si on évacue l'air, la bouteille en tentant de reprendre sa forme créera une dépression qui accélerera le dégazage...

deuxieme question , j'en profite, pourquoi le dioxyde de carbone a besoin de site de nucléation pour s'echapper du liquide, c'est un gaz donc il monte naturellement au dessus de l'eau non, pourquoi le dioxyde de carbone a besoin de se regrouper dans l'oxygene du liquide qui se trouve dans la poussiere ?

il s'agit de CO2 dissout : il n'est pas à l'état gazeux. Il est cependant en trop forte quantité par rapport à ce que la solution (et oui un soda est une solution aqueuse) peut contenir (on dit qu'il est en sursaturation) et doit donc s'évacuer jusqu'à atteindre une valeur d'équilibre. Le problème est de trouver un moyen efficace pour passer de la phase aqueuse à la phase gazeuse. Il y existe deux moyen : passer par la surface du liquide ou former des bulles. Pour une raison qui m'échappe encore le premier processus est beaucoup trop lent, c'est donc essentiellement par le 2e qu'un soda se dégaze.

La formation d'une bulle s'appelle la nucléation (terme applicable également pour la formation de gouttelettes ou de cristaux). Il faut savoir que créer une bulle à partir de rien (nucléation homogène) au sein d'un liquide est extrêmement couteux en énergie, il faut une sursaturation très forte pour que cela se produise. Créer une bulle à partir d'une surface "active" (aspérité de surface, poussières en suspension) est moins couteux : il n'y a qu'une partie de la surface de la bulle à former, cette nucléation, dite hétérogène, demande moins d'énergie. Rien que la dépression à l'ouverture de la bouteille peut suffire à atteindre une sursaturation permettant des nucléations hétérogènes. On peut amorcer cette nucléation en apportant de l'énergie (secouage de bouteille, touillage avec ustensile quelconque, ultrasons...) : quand on secoue une bouteille de soda, on amorce la nucléation.
Après la nucléation vient la croissance : une fois la bulle créée, il est extrêmement rentable énergétiquement qu'elle gonfle, c'est la croissance. Une fois que la bulle est assez grosse, elle se détache et migre vers la surface. Evidemment si la sursaturation n'est pas assez forte la croissance est trop lente. Une manière d'augmenter fortement cette sursaturation est de créer une dépression, en ouvrant la bouteille : toutes les microbulles qui ont nucléée se mettent toutes à gonfler et se détacher d'un seul coup, en causant une véritable ébullition.
Une manière de désamorcer une bouteille de soda qui a été secouée est de la tapoter gentiment sur tous ses bords pour détacher le plus possible de microbulles de ses parois. Ces microbulles remontent à la surface où elles crèvent. Du coup à l'ouverture il y a peut de microbulles, donc peu de croissance et pas d'ébullition. On peut aussi mettre la bouteille brièvement au congélateur pour faire chuter la sursaturation et redissoudre les microbulles..

m@ch3

[A voir en vidéo sur Futura]

[acx01b]

C'est très intéressant mach3 ! Et très compliqué également.

En fait je ne vois toujours pas très bien pourquoi ça serait compliqué (coûteux énergétiquement comme tu dis) qu'une molécule de CO2 dissoute quitte le liquide en se mettant à remonter seule, et par la même occasion par quel processus exact la bulle se forme (autour d'une poussière par exemple). Pour que le CO2 remonte (en supposant qu'il n'est pas lié chimiquement à l'eau ou avec d'autres forces genre liaisons hydrogène) il faut qu'il y ait la poussée d'Archimède. Je suppose que la poussé d'Archimède sera très forte sur une bulle de CO2 qui aura une densité proche de 24L/mol (bon ça dépend aussi de la pression ambiante et autres mais bon c'est l'ordre de grandeur qui compte), alors qu'une molécule de CO2 seule ne fera pas "le vide" autour d'elle donc n'aura pas cette densité de 24L/mol qui donne lieu à une poussée d'Archimède très forte. Et l'énergie pour que les bulles se forment dont tu parles c'est justement la force qu'il faut appliquer pour écarter les molécules de H2O présentes, force justement équivalente à la poussée d'Archimède.

C'est à peu près ça ?

[LPFR]

Bonjour.
La tension superficielle fait que la pression à intérieur d’une bulle de gaz est d’autant plus grande que la bulle est de petit diamètre.
C’est la Pression de Laplace.
Si la bulle est trop petite, le gaz à l’intérieur se trouve à une pression tellement grande qu’il se dissout dans le liquide et la bulle disparaît. Elle se résorbe tout simplement. Un centre de nucléation (une « saleté » dans el liquide ou dans la paroi), assure un rayon minimum qu évite que al pression soit trop élevée.

L’équilibre dans le récipient se fait entre la pression partielle de CO2 dans le gaz et la pression « de vaporisation » du gaz dissout. Une pression additionnelle d’un autre gaz ne modifie pas ce point d’équilibre. Donc, le seul gain que l’on peut avoir en injectant de l’air est que la quantité de CO2 qui doit quitter la solution pour atteindre l’équilibre sera plus faible. Ce n’est intéressant que quand il ne reste qu’un fond de liquide dans la bouteille.

Pour le canular du sous-marin, ça ne vaut pas la peine de regarder la vidéo.
Au revoir.

[Bluedeep]

voici la video dans le sous marin:
https://www.youtube.com/watch?v=EJiUWBiM8HE

Où as tu pêcher que cette vidéo a été prise dans un sous-marin ? C'est visiblement dans un habitat sous-marin qui est donc à l'équilibre avec le milieu ambiant, et là effectivement, il est normal que l'expérience fonctionne.

Pour le canular du sous-marin, ça ne vaut pas la peine de regarder la vidéo.
.

Ce n'est pas un canular mais ce n'est pas dans un sous-marin, contrairement à l'affirmation du posteur initial.

[LPFR]

...
Ce n'est pas un canular mais ce n'est pas dans un sous-marin, contrairement à l'affirmation du posteur initial.

Bonjour.
Si la pression externe est plus grande que la pression d’équilibre, alors effectivement, le soda « ne bout pas » (même si le CO2 se dégage).
Mais je n’ai pas l’impression que ces personnes soient à 5 ou 6 bars dans une atmosphère normale (à cause de l’azote). Car on ne les entend pas parler comme Donald.
Je pense encore qu’il s’agit d’un canular.
Au revoir.

[Bluedeep]

Bonjour.
Si la pression externe est plus grande que la pression d’équilibre, alors effectivement, le soda « ne bout pas » (même si le CO2 se dégage).
Mais je n’ai pas l’impression que ces personnes soient à 5 ou 6 bars dans une atmosphère normale (à cause de l’azote). Car on ne les entend pas parler comme Donald.
Je pense encore qu’il s’agit d’un canular.
Au revoir.

Le gars sur la vidéo, Haldfield est un astronaute très "communiquant" mais qui n'a pas vraiment la réputation de faire des canulars.

Par contre, je ne pensais pas que la pression dans une canette de soda était de 5 à 6 Bar (à vrai dire j'ignorais); ca me semble beaucoup.

Dans la vidéo, le peut qu'on voit fait plus penser à un habitat de faible profondeur (façon Conshelf II).

Ceci dit il existe des méthodes de "descrambling" permettant d'éviter la voie de Donald (la voie de Donald est due au fait que les cordes vocales se mettent à travailler dans un milieu où la vitesse du son est 4 fois supérieur à celle pour laquelle elles sont conçues - on arrive à "descrambler" en descendant les fréquences et en compressant les écarts)

[Garion]

Ce laboratoire de la NASA est situé à 20m de profondeur, donc, environ 3 bars, ça doit suffire à empêcher un dégazage violent.

[Bluedeep]

Ce laboratoire de la NASA est situé à 20m de profondeur, donc, environ 3 bars, ça doit suffire à empêcher un dégazage violent.

Ca confirme l'impression que ça me donnait à quelques détails de l'intérieur. C'est pour cela que je faisait la comparaison avec Conshelf II (bon, à 50 ans d'écart ......)

[Boumako]

Bonjour

Dans une canette de soda la pression est de 2 à 3b généralement, ça peut monter à 5/6b pour les cola. Dans une bouteille de champagne on peut atteindre 10b.

[Bluedeep]

Bonjour

Dans une canette de soda la pression est de 2 à 3b généralement, ça peut monter à 5/6b pour les cola. Dans une bouteille de champagne on peut atteindre 10b.

Merci.
Ca rentre donc dans les clous concernant la vidéo.
Je savais pour le champagne, mais je ne pensais pas que c'était autant pour les sodas/coca/etc .(bon, même si je ne bois pas souvent de champagne, j'en bois quand même plus souvent que du soda/coca, ceci explique cela ).

[LPFR]

Le gars sur la vidéo, Haldfield est un astronaute très "communiquant" mais qui n'a pas vraiment la réputation de faire des canulars.
...

Ceci dit il existe des méthodes de "descrambling" permettant d'éviter la voie de Donald (la voie de Donald est due au fait que les cordes vocales se mettent à travailler dans un milieu où la vitesse du son est 4 fois supérieur à celle pour laquelle elles sont conçues - on arrive à "descrambler" en descendant les fréquences et en compressant les écarts)

Re.
Si comme vous dites, le gars de la vidéo est un gars sérieux j’admets que ce n’est pas un canular.
Si le laboratoire est à 20 m cela fait 2 bars.
Effectivement, à 20 m, on n’a pas besoin d’hélium. Des paliers de décompression suffisent.
Reste à trouver les conditions pour qu’une cannete agitée « n’explose pas ». Il faudrait qu’elle soit assez froide (aux USA, ces sodas sont consommées à 0 °C). La pression dans la canette est tellement faible qu’on n’entend même pas le psitt à l’ouverture. Ce qui me gêne cette fois, est que je ne vois pas de condensation se former sur la canette. Faut croire que l’humidité dans le labo était très très faible.

Par contre, la voix de Donald n’est pas un problème des cordes vocales, mais un décalage des formants de la voix vers les hautes fréquences due à la plus haute vitesse du son dans le mélange avec de l’hélium. Et je ne pense pas que des descramblers arrivent à rendre la voix égale à la normale. Ce que j’ai entendu dans des documentaires de la Comex n’était intelligible que par des habitués.
A+

[Bluedeep]

Par contre, la voix de Donald n’est pas un problème des cordes vocales, mais un décalage des formants de la voix vers les hautes fréquences due à la plus haute vitesse du son dans le mélange avec de l’hélium. Et je ne pense pas que des descramblers arrivent à rendre la voix égale à la normale. Ce que j’ai entendu dans des documentaires de la Comex n’était intelligible que par des habitués.
A+

Désolé de l'imprécision.
Concernant le descrambling, il ne rend pas la voie 100% normale mais plus compréhensible et ca se fait par traitement du signal approprié, traitement pas encore vraiment au point à la grande époque de la Comex dans les années 70, mais dont ils disposaient il me semble, en revanche, début 90. (les superbes installations de Marseille, que j'ai eu le plaisir de visiter il y a quelques années avec comme guide un ancien médecin chef de la Comex, ne servent plus depuis bien longtemps .....)

En tapant "helium speech descrambler" sur le moteur de recherche préféré, vous aurez plein d'infos.

Exemple :

http://pubs.drdc-rddc.gc.ca/BASIS/pc...150051%26U%3D1


Accessoirement, certaines langues, comme les langues latines, où la séparation des voyelles est fondamental pour la compréhension, passent plus mal avec l'He que l'anglais par exemple.(là, c'est par expérience personnelle uniquement).

[LPFR]

Re.
Ici :
http://hypertextbook.com/facts/2000/SeemaMeraj.shtml
j’ai trouvé quelques données sur la pression dans les cannettes :
117 kPa à 4°C
248 kPa à 21°C
Ce ne sont pas les valeurs pour du Coca-Cola qui à un volume de gaz de 3,7 fois celui du liquide. Ces donnes sont pour un volume plus faible (3 volumes).
Mais on peut voir que la manip est faisable à la température ambiante si la pression dans le caisson est de 380 kPa pour du CocaCola
Au revoir.

[Garion]

Si le laboratoire est à 20 m cela fait 2 bars.

Si je me souviens bien, la pression augmente d'un bar tout les 10m, mais à 0m de profondeur, on a déjà un bar de pression atmosphérique. Ce qui fait qu'a 20m, on devrait avoir 3 bars, non ?

[Bluedeep]

Ce qui fait qu'a 20m, on devrait avoir 3 bars, non ?

Tout à fait, dans le cas contraire les océans seraient en ébullition.

Blague à part, les textes sont imprécis car le terme "gauge presssure" par exemple implique une pression mesurée au mano, donc avec 0 = 1 ATA.

[LPFR]

Bonjour.
Oui. C’est vrai. Ce qui compte dans cette manip est bien la pression absolue et non la pression relative.
Au revoir.