Licor de física

Hoy es 31 de Diciembre. Último día del año. Por ello esta será una noche de celebración. Aprovechando el aumento de consumo de botellas de cava, champán o vino que acompaña a la cena de noche vieja, he decidido explicar alguno de los fenómenos y leyendas más comunes relacionadas con estas bebidas alcohólicas.

¿De dónde proviene el gas del cava o champán?

La producción de burbujas en bebidas gaseosas como el cava, el champán o la cerveza tiene su origen en la producción natural del gas dióxido de carbono, como consecuencia de la fermentación efectuada por las levaduras sobre los azúcares, que son convertidos en alcohol (etanol) y dióxido de carbono.

El químico británico William Henry desarrolló la ley que lleva su nombre relativa a la solubilidad de gases en líquidos: cuando se mantiene constante la temperatura, la cantidad de gas que se disuelve en un líquido es proporcional a la presión ejercida por el gas sobre el líquido. Por ello, en la botella cerrada, con una alta presión del gas presente en el volumen gaseoso, existirá una gran concentración del gas dióxido de carbono disuelto en el líquido. Pero al descorchar la botella la presión de la fase gaseosa se reduce bruscamente, igualándose a la atmosférica, con lo que la solubilidad del gas en el líquido disminuye y la correspondiente sobresaturación busca un nuevo equilibrio termodinámico, mediante la necesaria liberación de burbujas de dióxido de carbono. De este mismo modo, queda resulta aquella leyenda urbana sobre la cucharilla que evita perder el gas a una botella y que tantas veces habremos escuchado.

Con las prisas y el estrés a consecuencia de los preparativos olvidamos meter en nuestro frigorífico la botella de vino o cava, ¿cómo podemos enfriarla rápidamente?

Para ello la mejor y más rápida manera es con agua, hielo y sal. Si metemos una botella caliente en el congelador tardaríamos entre 20 y 30 minutos en enfriarla pero, si en lugar de meterla sola, la acompañamos de lo siguiente: Un recipiente con agua y hielo, tardaría entre 3 – 5 minutos, y si agregamos una porción de Sal en el agua, tardaría unos 2 minutos aproximadamente en obtener la temperatura optima para su consumo. La explicación es sencilla: El agua y el hielo permite bajar rápidamente de temperatura sin llegar a congelarse gracias a la sal. Ésta para disolverse, necesita energía y tendrá que tomarla absorbiendo el “calor” del agua. A la vez, el hielo se derretirá puesto que el contacto con la sal disminuye la temperatura de solidificación y para perder la estructura sólida también necesita energía por lo que también la tomará del agua reduciendo su temperatura aún más. Debemos saber también que el contacto con el exterior dificulta nuestro objetivo ya que el aire caliente aporta energía, pero en el frigorífico el proceso será rápido y satisfactorio.

Existe otra forma de enfriarla, que si bien no recomiendo, sin lugar a duda es la más curiosa de todas. Primero ved el vídeo:

¿Por qué se produce este fenómeno?

En primer lugar, recordaremos que la botella sellada tiene un volumen, una presión, y una temperatura específicos. Tan solo con cambiar uno de estos factores estamos alterando necesariamente los otros dos. El líquido enfriado tiene una temperatura más baja, y esencialmente el mismo volumen, esto nos da una muy baja presión actuando sobre el líquido, todo esto de acuerdo a la ecuación del estado de los gases PV=nRT. Aun cuando la presión interna ha disminuido a causa de la baja temperatura, esta sigue siendo mayor que la presión que esta fuera de la botella. Recordemos que la botella viene cerrada con un corcho o tapón. En el momento del impacto, la el tapón se ve forzado a dejar pasar aire y la presión dentro del envase disminuye rápidamente intentando igualarla con la atmósfera. Esta disminución rápida de presión corresponde a una disminución rápida de temperatura, puesto que el volumen es esencialmente igual. De esta forma el liquido se empieza a solidificar desde el cuello de la botella como hemos visto en el vídeo, resultando el cambio de estado de todo el liquido en estado sólido.

Una vez enfriada la botella con uno de estos dos métodos, ya podemos abrirla y disfrutar de sus sabores:

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