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碳酸饮料是一种受欢迎的饮料。当它在嘴里喝的时候，产生的气泡可以刺激我们的口腔和食道，给人一种清爽的感觉，所以碳酸饮料受到无数人的喜爱。至于碳酸饮料，大家正常情况下应该会发现这样一个现象：当我们用力摇晃一瓶碳酸饮料时，然后打开瓶盖，里面的饮料瞬间就会喷出来，停不下来。当然，有时候我们可以用碳酸饮料这个现象作为庆祝工具，但是有时候这个现象会给我们带来一些麻烦。那么为什么会这样呢？我们一起来看看。
首先，这种气体其实是二氧化碳，易溶于水。二氧化碳被水吸收后，会以碳酸盐和二氧化碳分子的形式存在于溶液中。溶液对二氧化碳的吸收程度与充入二氧化碳的压力和温度有关。充入的二氧化碳压力越高，温度越低，吸收程度越大。
饮料吸收二氧化碳并形成平衡状态
碳酸饮料在生产中，为了在溶液中溶解更多的二氧化碳，会向饮料中充入高压二氧化碳气体，但原饮料中二氧化碳浓度很低，会造成大量气态二氧化碳扩散到溶液中，而溶液中只有少量二氧化碳逸出。这两个过程同时进行。因为两种速率不同，形成了不平衡状态。宏观上，溶液吸收了大量的二氧化碳。
在不断吸收二氧化碳的同时，溶液中二氧化碳的浓度也在增加，所以释放二氧化碳的速度也在逐渐增加。当释放的二氧化碳速度等于吸收的二氧化碳速度时，溶液在这种情况下会达到饱和，不会吸收二氧化碳。我们称这种状态为平衡。
在碳酸饮料，包装时，瓶上方气体中二氧化碳的压力等于溶液中溶解的二氧化碳产生的分压，一般是大气压的3倍左右。此外，由于内部二氧化碳处于平衡高压环境，当我们打开碳酸饮料，无论我们在打开饮料之前是否摇动碳酸饮料，都会喷出气体。
之前有人说过，密封碳酸饮料内部的二氧化碳实际上处于平衡状态，那么当我们摇动密封碳酸饮料，此时饮料中溶解的二氧化碳会释放出来吗？实际上没有。因为摇晃不会影响二氧化碳在整瓶中的平衡状态，如上所述，二氧化碳溶解的程度只与压力和温度有关，而这两个条件在我们摇晃的过程中并没有改变。所以摇晃本身不会把溶液中的二氧化碳抖落出来，摇晃过程中瓶内气压也不会改变。摇晃后，我们看到的气泡只是上面混入溶液中的气体，而不是溶解在溶液中的二氧化碳。
国外有人研究过这个过程。首先在碳酸饮料上方加一个气压计，观察碳酸饮料的气压在晃动前后是否变化。经过测试，发现摇动前后气压没有变化，进一步证明摇动过程不会从溶液中释放溶解的二氧化碳，增加瓶内压力。
摇动前的上气压和摇动后的下气压不变
所以摇晃时气压不变，也就是说摇晃时不释放二氧化碳，那么为什么碳酸饮料打开盖子后会有这么大的差别呢？当瓶盖在不摇晃的情况下再次打开时碳酸饮料，由于上面的二氧化碳气体会排出，空气会进入，上面气体中的二氧化碳含量会急剧减少(二氧化碳的压力会降低)，从而打破了未打开时内部二氧化碳的平衡状态，所以溶液会释放出溶解的二氧化碳。但由于水和二氧化碳的结合能力很强，二氧化碳从溶液中的释放速度很慢，不会有饮料喷出。随着时间的推移，溶液中的二氧化碳含量会越来越少，这也是未密封的碳酸饮料大约过了半天就会“变味”的原因。
而碳酸饮料中的二氧化碳气体在摇动后与溶液不同，有一个成核和气泡生长的过程。要了解这个过程，需要了解表面张力和表面能的概念。表面张力是由分子间的力产生的。为了更好地理解这些概念，我们以吹气球为例。在气球膨胀的过程中，气球分子之间的距离变宽，所以分子之间的距离有缩小的趋势，所以分子之间会有一定的吸引力。这个力的合力会使气球形成一个向内的压力，这就是表面张力。当我们吹进气球时，我们需要克服这个表面张力，气球的表面积就增加了。吹气过程中所做的功转化为增加面积所需的能量，这个表面所拥有的能量就是表面能。
饮料中二氧化碳气泡的产生类似于吹气球的过程。内部二氧化碳气体在溶液中聚集并逐渐增长。在这个过程中，气泡和溶液会形成一个表面，这个表面的产生也需要一定的能量。并且通过计算，这个气泡会有一个所需能量最大的半径，叫做临界半径。当气泡半径大于临界半径时，气泡容易长大。当能量不足时，气泡半径几乎不会突破临界半径，最后气泡甚至会变小消失。
而这就是摇晃过程的奥秘。当我们摇动一瓶未开封的碳酸饮料，虽然对溶解在溶液中的二氧化碳没有影响，但在摇动过程中，瓶内大量气体进入溶液形成大气泡。当我们打开瓶盖时，由于溶液中的二氧化碳和上面的气体之间的平衡被打破，二氧化碳会开始分离出来，而之前摇动过程中产生的气泡会帮助溶液中溶解的二氧化碳快速分离出来。由于晃动过程中产生的气泡已经突破了气泡产生的临界半径，在突破这个能量屏障后，溶解的二氧化碳会在这些原始气泡的帮助下迅速长大，无数的小气泡会迅速长大，体积迅速膨胀，产生这些碳酸饮料快速喷涌出来的效果。
总结
摇晃的碳酸饮料喷出来的真正原因是，当我们知道这个原理的时候，就不难理解为什么我们把啤酒慢慢倒进杯子里不容易产生气泡，但是稍微剧烈一点的流动，在倒出的过程中就会迅速产生大量的气泡，因为流动的过程中会引入大量的小气泡，促进溶解的二氧化碳的释放。
那么如果我们不小心晃动了这些碳酸饮料，却不想它们因为大量的气泡被弹出来，该怎么办呢？这个解决方法很简单，只需要用手指弹几下饮料的瓶壁。这是因为摇动时产生的气泡大部分附着在内壁上。当我们用手机轻轻弹开饮料的壁时，这些气泡会被弹开并浮到表面，从而降低溶液中气体的成核点。所以溶解在溶液中的二氧化碳就失去了快速“生长”的条件，不会喷出来。
碳酸饮料或啤酒冷冻后再化开就没有气的原因主要有以下几点：
1. 当碳酸饮料或啤酒在冷冻过程中，温度低于零度时，水中的二氧化碳会挥发，导致饮料或啤酒中的气体含量减少。
2. 在冷冻过程中，二氧化碳与水结合，形成了碳酸氢钠，这是一个可逆反应。然而，当温度升高时，碳酸氢钠会逐渐分解，释放出的二氧化碳可能并不足以填补饮料中失去的气体。
3. 当饮料或啤酒解冻后，其内部的气体压力可能不足以维持饮料内的气体浓度，导致气体进一步流失。
4. 此外，当饮料或啤酒在冷冻过程中，其内部的气体被压缩在一起，形成了一个相对均匀的气体分布。然而，在解冻后，由于气体压力的降低和气体的挥发，这种均匀的气体分布被破坏，可能导致气体的进一步流失。
总的来说，碳酸饮料或啤酒冷冻后再化开就没有气是因为在冷冻和化冻的过程中，饮料中的气体的量及分布发生了变化，导致解冻后的饮料中气体含量不足。
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