Korken und Überschall
Wie schnell fliegt ein Sektkorken?
Ein Sektkorken fliegt je nach Temperatur und Messung mit rund 50 bis 70 km/h aus der Flasche. Viel schneller ist das Gas dahinter: Es erreicht kurz Überschallgeschwindigkeit und kühlt dabei so stark ab, dass winzige Kristalle aus Trockeneis entstehen.
Wie schnell ist ein Sektkorken?
Beim Öffnen drückt der Überdruck in der Flasche gegen den Korken. Bei Champagner sind das typisch rund 6 bar, etwa das Zwei- bis Dreifache des Drucks in einem Autoreifen. Ein Team um den Physiker Gérard Liger-Belair von der Universität Reims Champagne-Ardenne hat das Öffnen gemeinsam mit Kollegen aus Rennes mit Hochgeschwindigkeitskameras gefilmt und 2019 in der Fachzeitschrift Science Advances beschrieben. Bei Flaschen mit 20 °C flog der Korken mit etwas über 50 km/h davon.
Ein Forschungsteam der TU Wien kam per Computersimulation auf rund 20 Meter pro Sekunde, also etwa 72 km/h. Die Werte unterscheiden sich, weil Temperatur, Druck und Methode verschieden sind. Dabei gilt: Je wärmer die Flasche, desto höher der Druck und desto schneller der Korken. Für den Alltag bedeuten beide Zahlen dasselbe. Ein Korken ist schnell genug, um ein Auge ernsthaft zu verletzen, und Augenärzte warnen jedes Jahr zu Silvester davor.
Warum erreicht das Gas Überschallgeschwindigkeit?
Spannender als der Korken ist, was ihm folgt. Sobald der Korken den Flaschenhals verlässt, schießt ein Strahl aus Kohlendioxid und etwas Wasserdampf heraus, schneller als der Schall. Die Wiener Simulation errechnete Gasgeschwindigkeiten von bis zu 400 Metern pro Sekunde, mehr als das Anderthalbfache der Schallgeschwindigkeit. Für einen kurzen Moment bildet sich dabei eine Stoßwelle.
Die Forschenden aus Reims konnten in ihren Aufnahmen eine Machsche Scheibe erkennen. So heißt eine stehende Stoßwelle im Gasstrahl, wie man sie aus den Abgasstrahlen von Raketentriebwerken kennt. Mit diesem Bild in einer Champagnerflasche hatten sie selbst nicht gerechnet. Der Knall, den man hört, setzt sich nach der Wiener Arbeit aus zwei Teilen zusammen: der Druckwelle durch den plötzlich frei werdenden Korken und dem Überschallknall des Gasstrahls, ähnlich wie bei einem Flugzeug, das die Schallmauer durchbricht.
Was ist der Nebel beim Öffnen einer Sektflasche?
Wenn das Gas schlagartig von hohem Druck auf Umgebungsdruck entspannt, kühlt es stark ab. Die Messungen aus Reims ergaben bei 20 °C warmen Flaschen einen Gasstrahl von fast minus 90 °C, die Wiener Simulation kam auf bis zu minus 130 °C. Bei solchen Temperaturen gefriert ein Teil des Kohlendioxids zu winzigen Kristallen aus Trockeneis, also festem Kohlendioxid, und auch der Wasserdampf im Strahl kondensiert.
So entsteht die kleine Nebelfahne, die nach dem Öffnen aus dem Flaschenhals steigt. Sind die Kristalle sehr klein, kleiner als die Wellenlänge des Lichts, streuen sie vor allem blaues Licht, und der Nebel schimmert bläulich. Gleich danach erwärmt die Umgebungsluft das Gas wieder, und der Nebel löst sich auf. Das alles dauert nur Sekundenbruchteile und ist mit bloßem Auge kaum in seinen Einzelheiten zu sehen, erst die Hochgeschwindigkeitskamera macht es sichtbar.
Warum ein lauter Knall Kohlensäure kostet
Ein lauter Knall wirkt festlich, kostet aber Kohlensäure. Je schlagartiger der Druck entweicht, desto heftiger schäumt der Wein im Hals auf, und oft schießt ein Teil davon aus der Flasche. Sommeliers öffnen Schaumwein deshalb leise: Sie halten den Korken fest, drehen die Flasche statt des Korkens und lassen den Druck langsam entweichen, bis nur ein leises Zischen zu hören ist.
Kälte hilft dabei. Gut gekühlt hält sich das Kohlendioxid besser im Wein, der Druck auf den Korken ist geringer, der Korken kommt ruhiger, und der Schaum bleibt in der Flasche. Eine warme oder geschüttelte Flasche ist dagegen unberechenbar. Die Öffnung gehört nie in Richtung eines Gesichts, auch nicht in die eigene. Wie man Schaumwein Schritt für Schritt öffnet und einschenkt, erklärt das Kapitel zum Servieren.