罐装可乐安全问题研究岳柯宇沈阳市第三H中学摘要：夏天大家都爱喝一听冰凉的可乐，这其中也蕴含了许多物理学原理，如果不了 解其中的原理，而随心所欲地喝冰冻罐装可乐，就很有可能造成严重的安全隐 患通过建立模型，对罐装可乐安全存放的条件进行了研究，以此保障喝可乐时 安全关键词：罐装可乐;温度;压强;安全问题;1提出问题冰冻可乐是一种非常受欢迎的饮料，尤其是在夏天，人们对它爱之更甚，但如 何才能喝得放心呢?2013-05-20，“罐装碳酸饮料爆炸致一孩子左眼受伤”这样 一条微博在网上被大量转发，引起了广大网民的关注人们对于易拉罐类饮料的 安全隐患冇没冇深刻的认识?为什么冷冻的碳酸饮料能够爆炸，其中的物理学原 理是怎样的?事实上，如果可乐易拉罐上没有耐低温的标志，是不允许进行冷冻 的这是因为不管是可乐，还是其他碳酸类的饮料及啤酒等，其中所含水分的比 例是很大的众所周知，水在4C时密度最大如果存放可乐的冰箱的冷冻室温 度低于rc，就会出现体积膨胀的现象此时的水遵循热缩冷胀的原理，进而导 致易拉罐的形状发生改变因此，我们应该明白，饮料最好不放在冷冻室冷冻 另外，如果饮料是塑料瓶包装，我们一定要对塑料瓶的材料和标识有充分的丫 解。
事实上，对于大部分塑料而言，在温度低于0C时，其脆性也会变大，从而 对人体健康产生不利所以，只有当塑料瓶有耐低温标识，我们才能在0C以下 冷冻综上所述，罐装可乐安全问题值得我们予以重视2分析问题可乐在冷冻时，液体会凝固成固体而造成体积变大，虽然二氧化碳的溶解度随 温度降低而升高，但是在液体凝固后，二氧化碳乂会析出，导致瓶内气压更高2.1为什么易拉罐饮料越做越薄在我W，目前已经针对易拉罐制定了一些W家标准，比如《包装容器铝易开盖铝 两片罐》（GB/T 9106. 1 一2009）和《铝易开盖三片罐》（GB/T 17590—2008）， 以及2012-10正式实施的《食品安全国家标准易拉罐内壁水基改性环氧树脂涂 料》（GB 11677—2012）通过查阅这些国家标准，可发现其中存在一个漏洞， 即没有规定易拉罐的厚度在很多可乐易拉罐生产企业中，为了提升利润空间， 不断地降低生产成本，当然包装成本也在他们降低的范围之内，如此就导致易 拉罐越做越薄，越来越多的生产厂家通过生产薄壁的易拉罐来降低成木，使自 身在市场竞争中占据竞争地位2.2易拉罐爆炸过程中的物理学原理通过上述分析可知，易拉罐越做越薄成为了一种事实。
当易拉罐的壁较薄吋，生 产厂家就会比原来厚度的易拉罐注入更多的C02这吋候，我们观察可乐易拉罐， 它只是表面看起来很结实，然而其实际上跟充气炸弹差不多当可乐易拉罐放罝 到冷冻室内一段时间之后，一旦发生爆炸，那么其中的原因可能是这2个：（1） 可乐中的液体发生结冰现象，其体积持续膨胀，当膨胀到一定程度时，就会使 可乐易拉罐的外形发生改变，最终使可乐易拉罐发生爆炸2）可乐中的液体 结冰，就会使气体溶解度有所改变，此时C02会有一定的释放量当C02的释放 量越来越大时，可乐易拉罐内部的气体压力就会逐步增大，从而导致易拉罐内 部压强逐渐增加，最终导致罐装可乐爆炸的悲剧发生如何对罐装可乐安全问题 予以防范，这是我们下面需要解决的问题以下将建立模型，并对数据进行分析, 然后进行误差分析，以发现模型建立中存在的不足，从而找到完善模型的更好 方法3建立模型假设：（1）罐装可乐可承受压强上限；（2）罐内液体一定；（3）可乐水溶液物理 性质近似于水由于冰的密度是0.917 g/cm （0C, 1个大气压下），水的密度是1 g/cm,所以 结冰后体积膨胀约9%. 乂因为气体压强与体积成反比，罐内体积一定时，液体 体积变大，气体体积变小，所以造成罐内压强变大。
设罐容积为350 m L,液体 体积为300 m L，则冷冻后固体体积为300X （1+9%） =327 m L,所以估算气体 体积为350 m L-327 m L=23 m L罐装可乐中一般溶解有2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0.5 L左右，相当于1 L二氧化碳压缩到23 m L，所以估算出罐内压强为20个大气压左右在网上查 找资料可知，可乐罐被设计为可以承受100 PSI （689. 5 k Pa,接近于7个大气 压）的压强正常情况下保存的可乐，内部通常只冇两三个大气压的压强，因此 这个设计强度正常使用已经足够但在极端冷冻情况下，显然非常容易发生爆 裂4误差分析因为我们在实验估计时并未考虑许多不可避免的因素，比如罐子的形变并未考 虑压强估值偏高，部分数据因无法考宄而为估计值，不同的饮料其充气量和罐 强度不同5总结现实生活中，许多人并不在意身边的一些危险，本实验也分析了罐装可乐的一 些安全存放问题，希望大家在享受清凉的同时也能注意可乐上标注的一些贮藏 规则，以免带来不必要的人身或财产损失参考文献［1］ 付兴福.压强、浮力和密度综合问题的解析［JL科教文汇(上旬刊)，2008 (10) :10.［2］ 杨合成.范德瓦耳斯气体的压强问题［JL兴义民族师范学院学报，2010 (08) :25.［3］ 郭宝峰.探宂几个与气体压强有关的化学实验方法［J］.承德民族师专学报， 2003 (06) :15.［4］ 林楚涛，朱小蔓，陈伟成.基于霍尔效应的液体压强与密度测量［J］.实验技 术与管理，2014 (08) :20.［5］沈剑.论易拉罐外形设计的优缺点［J］.雪莲,2015 (36).。