可乐为何变炸弹

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  可乐+冰是年轻人的夏日必备,不过这个冰冻可乐也得注意方式方法。可以像麦当劳、肯德基一样加入大量冰块,也可以将可乐倒入杯子里放到冰箱冷藏。切忌违背其“禁止加热或0℃以下冷冻”的贮存标识。上海嘉定一小男孩将灌装可乐放入冰箱冷冻室冰冻,取出后开启瞬间易拉罐爆炸而出事故,说明这种方法存在危险性。
  可乐是什么
  相信很多同学都喝过可乐,没准你现在正边看书边喝可乐。但是问你一句“可乐是什么”,你觉得应该怎么回答?饮料?当然没这么简单。可乐属于碳酸饮料,俗称汽水,昔日又称荷兰水,是充入二氧化碳气体的软饮料(如七喜、可乐、苏打水等)。在冷却和压力的环境下,二氧化碳易溶入水中形成碳酸,正是这种酸性物质导致了舌头的麻刺感。
  根据国家GB—2759.2《碳酸饮料卫生标准》的规定,碳酸饮料中二氧化碳含量(20℃时体积倍数)不低于2.0倍。按这个标准计算,一罐净含量为330 mL的百事可乐,其罐内二氧化碳含量应不低于660mL。
  爆炸究竟为哪般?
  1.据初中物理知识可知,冰的密度小于水,水结冰后质量不变,密度减小,所以体积增大。净含量为330 mL的罐装可乐冷冻之后,体积膨胀为363 mL。现在你可以拿尺子(当然,软尺更好了)算一算可乐罐的容积,如果小于363 mL,这货可就真是个定时炸弹。
  2.液体结冰后,气体的溶解度会有所变化,在可乐进行冷冻时,其中溶解的二氧化碳就会慢慢析出,从而继续增加罐体内的压力。这1、2两点理由就足可以使冰冻可乐在冰箱内自行“开花”,完成华丽丽的爆炸仪式。
  3.罐装可乐(典型为355mL)中一般溶解有3~3.7倍体积左右的二氧化碳,也就是说这些二氧化碳在标准大气压下的体积在1 L左右。当在密闭的罐子中液体结冰,二氧化碳被释放出来,由于罐子内大部分体积已经被冰块占满(甚至罐子都已变形),此时气体的体积被压得很小,压强自然就会很大。具体有多大,与罐子的形变、可乐结冰情况等复杂因素有关,无法估算。假设,这些气体被压缩为标准大气压下的5%(也就是1 L气体被压成了50 mL),那么它们此时的压强就是20个标准大气压。从冰箱冷冻室将冰冻可乐拿到室温环境下,饮料温度上升,开启瞬间将有大量二氧化碳急剧溢出,强大的压强导致爆炸随即产生。如果此时你手里正好拿着从冰箱冷冻室取出的已经结冰的罐装可乐,那么,你最好的选择就是求救于防爆专家。
  关于包装材料
  一罐可乐为什么变成炸弹?有冷冻的原因,也有包装的原因。不管怎样,此次事故的直接“凶手”就是制作易拉罐的金属。我们不妨来分析分析这些金属包装。
  铝罐——由于铝较软,材质轻,表现出较好的延展性,而且回收价值高,所以它成为主流的易拉罐制作材料。一般罐装碳酸饮料都是采用铝合金材料。也许到这儿你就开始怀疑铝和饮料会发生化学反应,长期饮用后绝对会有患上老年痴呆的危险。其实,在铝制易拉罐内壁都有一层保护膜,将罐壁与饮料阻隔开,所以只要饮料是在保质期内,你就不用担心今后痴呆与否的问题。这个保护膜一般为环氧树脂,因为其化学性质较稳定。
  钢罐——如果你喝饮料时有观察外包装标识的习惯也许就会发现,碳酸饮料越来越少使用铝罐,而是改用能耗更低、更易降解,且成本更加低廉的钢制材料。经过多次的改进,钢制易拉罐的原材料厚度从0.28毫米减薄至0.225毫米。制成易拉罐后,罐壁最薄处可达0.007毫米。所以作为我们这样的普通消费者,仅从外观和手感上完全不能区分钢制罐体与铝制罐体。相关专业人士透露,罐体的镀锡板材料每减薄0.005毫米,每年就能够节省500多吨的钢材用量。低廉的制作成本自然是饮料商所追求的,不过,由于钢罐的生产能力暂时还未跟上,所以未得到大面积的使用。另外,钢制易拉罐在回收市场被极度冷落的境遇也是其一大弊端。
  但,不管是铝罐还是钢罐,由于易拉罐处于供过于求的状态,很多厂家致力于生产薄壁化的新型易拉罐,以低成本、新品种来赢得市场,导致消费者手中的易拉罐越来越薄。易拉罐越做越薄,内壁树脂涂料越做越厚,同时充入的二氧化碳气体将越来越多,从而使整个罐体看起来依然挺括。这是国内碳酸类饮料包装中存在的一个隐患,也可能是罐体破裂的一个原因。
  如果你想进一步知道一罐(瓶)碳酸饮料中二氧化碳的含量,你可以参照上面的原理进行实验。欢迎大家将实验过程图片、实验结果发到微博,并@科学Fans!
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