Физики объяснили замедление потока воды в эспрессо-машине при высоком давлении Ученые уже много лет изучают процессы, происходящие при приготовлении эспрессо, однако многие из них до сих пор остаются недостаточно исследованными. Во время приготовления горячая вода под высоким давлением проходит через спрессованный молотый кофе, вытесняя воздух, смачивая частицы и извлекая из них растворимые вещества всего за несколько секунд. Обычно движение жидкости через пористую среду описывается законом Дарси, согласно которому скорость потока растет с увеличением давления. Однако в случае с кофейной таблеткой эта зависимость нарушается: после определенного порога повышение давления перестает ускорять поток воды, а иногда даже замедляет его. Физики из Варшавского университета решили подойти к этой проблеме иначе. Они предположили, что свойства спрессованного молотого кофе при прохождении через его массу воды под давлением, можно описать с помощью теории пороупругости, связывающей процесс фильтрации с упругой деформацией пористой среды. Сначала для проверки этой гипотезы исследователи собрали экспериментальный стенд на базе профессиональной кофемашины. Под чашку, в которую выливается готовый напиток, они установили весы, а на выходе насоса над кофейной таблеткой — датчик давления. Разработанная модель показала, что причина этого эффекта — сжатие кофейной таблетки. Под высоким давлением промежутки между частицами кофе уменьшаются, из-за чего снижается проницаемость материала и дополнительное повышение давления уже почти не увеличивает поток воды. При этом на ранних этапах заваривания из кофе активно вымываются растворимые вещества, что, наоборот, повышает пористость таблетки. Учет этого процесса позволил исследователям точнее описать изменение скорости потока во времени.