В оболочке пузыря пивной пены жидкость стекает медленно, и поэтому оболочка утончается постепенно, до тех пор, пока пузырь не лопнет. Стекание замедляют определенные молекулы, притягивающиеся как друг к другу, так и к жидкости. В других газированных напитках, где образование долго держащейся пенной шапки нежелательно, подобные стабилизаторы не используются. Если добавить масла, пена в кружке пива может осесть почти мгновенно. Такое часто случается, если пивом запивают что-нибудь жареное или пьют его с накрашенными губами. Там, где масло касается пузыря, поверхностное натяжение уменьшается и окружающая жидкость буквально разрывает его.

Оболочки пузырей истончаются еще и потому, что жидкость втягивается в искривления в местах контакта нескольких пузырей. Правила, в соответствии с которыми соединяются вместе несколько пузырей, в XIX веке установил бельгийский ученый Жозеф Антуан Фердинан Плато. Их называют правилами Плато, а области, по которым пузыри соприкасаются, — границами Плато. Вследствие поверхностного натяжения давление в жидкости определяется кривизной ее поверхности: чем больше кривизна, тем меньше давление внутри жидкой оболочки. Это значит, что если границы Плато искривлены, давление жидкости меньше, чем при плоской области соприкосновения. Поэтому жидкость оттекает от плоских участков поверхности соприкасающихся пузырей.

Есть по крайней мере две причины, почему протеиновые молекулы оболочек пузырей позволяют стабилизировать пивную пену. 1. Они увеличивают вязкость и тем самым замедляют сток жидкости. 2. Эти молекулы препятствуют сторонам оболочки сблизиться настолько, чтобы порваться при случайном повреждении, что делает возможным объединение (слияние) двух пузырей в один.

Даже если оболочки пузырьков стабильны, пена на пиве постепенно меняется, поскольку через них диффундирует (проходит) углекислый газ. В результате на верхушке пены из пузырей выходит газ и они уменьшаются в размере. Маленькие пузырьки сжимаются быстрее больших, поскольку их кривизна больше и за счет поверхностного натяжения газ в них сжат сильнее, чем в больших пузырьках. Маленькие пузырьки сжимаются еще и из-за того, что сжатый углекислый газ диффундирует из них в соседние пузырьки большего размера, кривизна которых меньше и, следовательно, они меньше сдавлены. Таким образом, большие пузырьки могут расти за счет соседних маленьких пузырьков.

Один из способов, позволяющих замедлить диффузию и не допустить оседания пены, — использовать газообразный азот вместо углекислого газа. Через жидкую оболочку этот газ диффундирует медленнее, и пена на таком пиве более стойкая. Поэтому, чтобы налить его в кружку и не выплеснуть почти всю пену, надо проявить терпение.

Другой способ замедлить диффузию — охладить пивную кружку. Поскольку пузырьки образуются вдоль ее стенок, пена сверху будет состоять из пузырьков, внутри которых газ холоднее. Понижение температуры замедляет диффузию молекул газа через водяную оболочку.

Иногда пузырьки на верхушке пенной шапки на бокале неожиданно исчезают. Такой процесс называют каскадный взрыв. В этом случае пузырьки наверху пены высыхают и становятся хрупкими. Когда один из пузырьков лопается, колебания, передающиеся через пену или по воздуху, инициируют разрушение остальных.

Если бутылку крепкого пива резко опрокинуть в бокал, то оно, естественно, начнет вытекать из горлышка. Однако поток пива колеблется, говорят, что пиво булькает: с одной стороны горлышка бутылки прерывисто льется пиво, а с его противоположной стороны прерывистый поток воздуха направляется в бутылку. Если горлышко бутылки опустить в пену над налитой жидкостью, воздушный поток захватит пену и начнет втягивать ее в бутылку. Кончится это тем, что бокал будет наполнен пивом, а бутылка — пеной.

Почему, когда на поверхности жидкости, например воды, лопается пузырек, в воздух взлетают крошечные капельки? Почему, если один из пузырьков в слое пузырьков шампанского лопается, соседние пузырьки, словно лепестки, собираются вокруг него, образуя фигуру, похожую на цветок?

Мыльный пузырь, который мы выдуваем через пластиковое колечко или трубочку, прежде чем лопнуть, парит в воздухе. Он исчезает мгновенно? Куда деваются все молекулы мыла и воды?

ОТВЕТ • Пузырек на поверхности жидкости лопается из-за того, что жидкость из тонкого слоя, образующего верхушку пузырька, стекает вниз, и в итоге этот слой разрывается. Стекающая вниз жидкость ударяется о нижнюю часть пузырька и в виде струи (столбика воды) отскакивает вверх. Струя нестабильна, и поверхностное натяжение быстро разрывает ее на капли. Это те капли, которые выбрасывает в воздух лопнувший пузырек.

Если лопающийся пузырек окружен другими пузырьками, то, когда он схлопывается, обрушивающаяся внутрь жидкость подтягивает к этому пузырьку соседние пузырьки, растягивает их, придавая им форму лепестков. Кажется, что эти лепестки растут из места, где раньше был лопнувший пузырек.

Парящие в воздухе мыльные пузыри лопаются, когда в каком-то месте рвется их оболочка. Разрыв, образующий круг, расширяется, двигаясь по оболочке со скоростью около 10 м/с. Край разрыва собирает на своем пути жидкость из оболочки. Все происходит слишком быстро, чтобы это можно было заметить невооруженным глазом. Край разрыва непрерывно разбрасывает вокруг себя тысячи капелек до тех пор, пока пузырек не схлопнется прямо напротив того места, где изначально произошел разрыв оболочки.

Почему некоторые виды китов, питающиеся, например, крилем, во время кормежки выпускают воздух, чтобы образовались пузыри?

ОТВЕТ • По всей видимости, киты ловят добычу с помощью сетей из пузырьков, или пузырьковых занавесов. Конечно, рачки или мелкие рыбешки могли бы спастись, просто проплыв через такую сеть, но они обычно на это не осмеливаются. Поэтому для эффективной охоты кит создает сеть из пузырьков вокруг косяка рыб или под ним. Затем, согнав их в кучу, кит заглатывает свою добычу. Похоже, что рыбы не видят этих сетей, поскольку киты устраивают свои облавы по ночам. Скорее, рыбы реагируют на шум, возникающий при разрушении пузырьков.

Как водомеркам удается держаться на воде или скользить по ее поверхности? Почему при их движении перед ними и позади них образуются волны? Водомерки не издают звуков и живут на воде. Как же они могут сообщать сородичам, что им нужен партнер или что их соперники должны держаться подальше?

ОТВЕТ • Когда водомерка стоит на воде, ее вес приходится в основном на средние и задние ноги, и под ними на воде образуются углубления. Благодаря поверхностному натяжению поверхность воды не прорывается. Иначе говоря, из-за взаимного притяжения молекул воды ее поверхность ведет себя как упругая мембрана. На начальной стадии прыжка водомерка может даже продавить поверхность воды, не повредив ее. Если водоем мелкий, а насекомое ярко освещено солнцем, от этих вмятин на дне образуются овальные тени. Поскольку свет проходит через искривленную поверхность углубления, тени представляют собой тусклые, изогнутые в одну сторону пятна.