Frontiere della scienza: come funziona la fontana di Mentos e Coca
Ha spopolato nei mesi scorsi la faccenda delle Mentos che, buttate con attenzione dentro una bottiglia di Coca-Cola, generano una fontana spettacolare. Il fenomeno è autentico, a differenza delle leggende di bambini esplosi per aver bevuto la famosa bibita e aver poi ingerito l'altrettanto famosa caramella. Quello che non era chiaro era l'esatto meccanismo che produceva il fenomeno.Uno studio realizzato da Tonya Coffey, fisico presso la Appalachian State University di Boone, nel North Carolina, getta luce sull'esatta dinamica del fenomeno: tutto dipende dalla ruvidità della superficie della caramella e dalla velocità con la quale la caramella raggiunge il fondo della bottiglia. Come riferisce ABC News, la Coffey e i suoi studenti hanno provato varie combinazioni di bibita (versione diet, senza caffeina, altre marche di cola, acqua tonica) e di caramelle (Mentos alla frutta e alla menta) e vari altri ingredienti, come altre marche di caramelle alla menta, detersivi per piatti, sale da cucina e sabbia.
Tutti i test sono stati svolti nelle medesime condizioni: bottiglia inclinata a dieci gradi, videoregistrazione della fontana e determinazione della massa complessiva espulsa. Il risultato è che la Coca-Cola diet o senza caffeina, combinata con le Mentos alla frutta o alla menta, produce le fontane più potenti: la distanza massima raggiunta è stata di ben 7 metri.
La spiegazione dell'efficacia di questa particolare combinazione sta nella superficie ruvida delle Mentos, che facilita la formazione di bollicine perché interferisce efficacemente con l'attrazione polare tra le molecole d'acqua. In sostanza, più è ruvida la superficie, più aumenta il rapporto fra superficie e volume e quindi le bollicine hanno più posto per formarsi.
Anche la tensione superficiale ha un ruolo nell'effetto fontana: quella dell'acqua contenente aspartame è più bassa di quella dell'acqua zuccherata, e questo spiega la maggiore efficacia della versione Diet della bibita. Le Mentos, inoltre, hanno fra gli ingredienti del rivestimento la gomma arabica, che è un tensioattivo che riduce ulteriormente la tensione superficiale del liquido. Le caramelle che hanno una superficie ruvida ma non contengono il tensioattivo non producono fontane altrettanto grandiose.
Un altro fattore importante è la densità delle caramelle, che permette loro di affondare rapidamente e generare quindi in pochi istanti molte bolle che scatenano la generazione di ulteriori bolle. Le Mentos tritate affondano lentamente e infatti producono fontane scarsissime.
Ha senso dedicare le risorse della scienza a queste indagini? Certamente: si tratta di un progetto scolastico che ha permesso al docente di far avvicinare gli studenti alla scienza in modo divertente, e di questi tempi c'è tanto, tanto bisogno di persone che sappiano usare il ragionamento e il metodo scientifico per analizzare la realtà.
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