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Cela arrive aux meilleurs d'entre nous. Une canette (ou une bouteille) de soda est secouée et une fois que vous avez ouvert le couvercle, la boisson et les bulles jaillissent. Cela peut créer un véritable désordre partout sur le comptoir, sur le sol, sur vos vêtements et sur vos mains. Si c'est ce qui se passe à la surface, avez-vous déjà pensé à ce qui se passerait si vous secouiez et ouvriez une canette de soda au fond de l'océan ? Peut-être êtes-vous curieux de savoir si les sodas explosent dans le congélateur ou si Mentos fait exploser les sodas. Ouvrir une canette secouée au fond de l'océan est une expérience bien plus spécialisée, mais le célèbre astronaute canadien, le colonel Chris Hadfield, a la réponse.
En 2010, Hadfield a rejoint la 14e expédition des opérations de mission pour environnements extrêmes de la NASA dans le laboratoire Aquarius, situé à 19 mètres (environ 62 pieds) sous la surface des eaux côtières de la Floride. L’objectif était de simuler des missions spatiales, d’étudier la santé comportementale, d’évaluer le système immunitaire, etc. Mais ce n’était pas que du travail et pas de jeu. Dans une vidéo YouTube publiée par Rare Earth – un compte supervisé par le fils de Hadfield, Evan – l'astronaute dit au public de ne pas secouer ses sodas à la maison en raison de l'explosion imminente de la boisson gazeuse. Il secoue une canette de Coca-Cola pendant qu'il parle et grimace en tirant la languette vers l'avant, et... rien ne se passe. Hadfield prend une gorgée et dit :"Ah, j'ai un bon petit pétillant. Tout va bien. Et voilà. Un des avantages de vivre sous l'océan."
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Comprendre pourquoi rien ne s'est produit lorsque Hadfield a ouvert le Coca-Cola secoué alors qu'il vivait au fond de l'océan, il faut savoir pourquoi le soda explose lorsqu'il est secoué au-dessus de l'eau. Comme vous le savez probablement déjà, la fabrication de soda pétillant est l’une des utilisations du dioxyde de carbone. Les canettes (et bouteilles) sont mises sous pression au fur et à mesure que le gaz est ajouté, ce qui augmente la solubilité du CO2 et lui permet de se dissoudre dans le liquide. Ensuite, le gaz contenu dans la soude et le gaz restant au-dessus de la soude se stabilisent à un équilibre chimique, ce qui signifie simplement que les taux de dissolution et de libération du CO2 dans le liquide sont égaux.
La pression à l’intérieur du bidon (environ 250 kPa) étant supérieure à la pression atmosphérique (environ 100 kPa), un déséquilibre se produit lors de la rupture du sceau. La chute de pression diminue la solubilité du CO2, le faisant sortir de la soude en effervescence sous forme de bulles pétillantes, c'est pourquoi la soude s'aplatit après un certain temps. Cependant, lorsque vous secouez la canette avant de l'ouvrir, le CO2 au-dessus du soda n'a nulle part où aller car le liquide est déjà saturé. Au lieu de se dissoudre dans le liquide, des bulles se forment. Lorsque le sceau est brisé, le CO2 dissous fait une effervescence sur toute la surface disponible, et la surface supplémentaire à l'intérieur des bulles signifie que le gaz dissous peut s'échapper plus rapidement. C'est cette réaction qui fait "exploser" le soda hors de la canette sous forme de mousse.
Cependant, à environ 20 mètres sous la surface de l'océan, le laboratoire Aquarius subit une pression d'environ 2,5 atmosphères, donc toute personne et tout objet dans le laboratoire subit environ 2,5 fois la pression du niveau de la mer. Cette pression atmosphérique plus élevée, qui est approximativement égale à la pression à l'intérieur de la canette, signifie qu'il n'y a pas de déséquilibre de pression lors de l'ouverture de la canette, donc la solubilité du gaz ne change jamais, évitant ainsi une explosion de mousse même après avoir secoué le soda. Une autre conséquence heureuse de cet équilibre de pression est que le pétillant du soda dure également plus longtemps.