Jak szybki jest bąk?
Czy bąk może przekroczyć barierę dźwięku? Jak daleko rozchodzi się zapach na minutę? I jak szybko gaz właściwie wypływa z ciała? Fizyka pierdzenia jest zaskakująco złożona — a odpowiedzi są zarazem trzeźwo naukowe i cudownie absurdalne.
Prędkość wypływu: żadnego napędu rakietowego
Zmierzone dane o rzeczywistej prędkości wypływu gazu podczas pierdzenia są w literaturze naukowej rzadkie — temat nie jest akurat w centrum zainteresowania astrofizyki. Nieliczne dostępne pomiary i szacunki fizyczne dają otrzeźwiające wyniki: prędkość wypływu zazwyczaj mieści się w zakresie 3 do 10 km/h — mniej więcej prędkość szybkiego marszu. Odpowiada to około 1 do 3 metrów na sekundę. Prędkość dźwięku (343 m/s przy temperaturze pokojowej 20°C) jest więc 100 do 300 razy większa. Bąk fizycznie nie może przekroczyć bariery dźwięku — przynajmniej nie z ludzkim aparatem trawiennym.
Skąd bierze się ciśnienie?
Gaz w jelicie grubym jest pod ciśnieniem nieco wyższym od atmosferycznego — zwykle o kilka milimetrów słupa rtęci (mmHg) powyżej normy. Dla porównania: nadmuchany balon ma ciśnienie wewnętrzne około 10–20 mmHg powyżej otoczenia. Bąk nie jest więc zdarzeniem wysokociśnieniowym. Ciśnienie tworzy bakteryjna produkcja gazu i perystaltyka transportująca gaz w stronę odbytnicy. Prędkość wypływu jest w dużej mierze określona tym, jak szeroko otwarty jest zewnętrzny zwieracz odbytu — ciasny zwieracz tworzy wyższą lokalną prędkość przepływu, a więc głośniejsze dźwięki, podczas gdy rozluźniony zwieracz wypuszcza gaz wolniej i ciszej.
Rozchodzenie się zapachu: dyfuzja kontra konwekcja
Jak szybko rozchodzi się zapach? Współpracują dwa procesy fizyczne: konwekcja (ruch powietrza niosący zapach) i dyfuzja (samodzielne rozchodzenie się cząsteczek gazu). W nieruchomym pomieszczeniu bez ruchu powietrza siarkowodór (H₂S) — główny składnik zapachu — rozchodzi się przez dyfuzję: stała dyfuzji H₂S w powietrzu wynosi około 1,6 × 10⁻⁵ m²/s. Oznacza to, że cząsteczki samodzielnie pokonują w ciągu minuty zaledwie kilka centymetrów. To, co faktycznie przenosi zapach na kilka metrów, to ruch powietrza przez konwekcję — wywołany ciepłem ciała, klimatyzacją lub po prostu wstawaniem z krzesła.
Głośność i częstotliwość: fizyka dźwięku
Dźwięk bąka powstaje przez trzepotanie i drganie fałdów odbytu, gdy gaz wychodzi — podobnie jak w instrumencie dętym. Częstotliwość dźwięku zależy od geometrii zwieracza, natężenia przepływu gazu i napięcia tkanek. Zmierzone częstotliwości zwykle leżą między 30 a 1000 Hz — w zakresie słyszalnym. Głośność znacznie się różni: ciche wydechy mogą być poniżej 30 dB (ledwie zauważalne), a szczególnie głośne zdarzenia zmierzono nawet na 80 dB — porównywalnie do ruchliwej ulicy. Bąk może więc być bardzo wyraźnie słyszalny w cichym pomieszczeniu, ale nie zwala ścian.
Czy wiesz, że?
- Prędkość wypływu bąka to 3–10 km/h — podobnie jak u biegacza truchtem.
- Aby przekroczyć barierę dźwięku, bąk musiałby osiągnąć 343 m/s — fizycznie niemożliwe dla ludzkiego ciała.
- Zapach rozchodzi się głównie przez ruch powietrza (konwekcję), a nie przez samodzielną dyfuzję cząsteczek gazu.
- Bąki mogą być głośne nawet na 80 dB — tak głośne jak ruchliwa ulica.
Ciekawostka
NASA rzeczywiście prowadziła badania nad rozchodzeniem się gazu w kapsułach kosmicznych — nie z powodu dźwięku, lecz z powodu palności wodoru w bogatej w tlen atmosferze wczesnych modeli kapsuł. Astronautom polecano unikać przed misjami pewnych produktów gazotwórczych. Jeden z mniej chwalebnych wątków badawczych w historii eksploracji kosmosu.
Źródła
- Moshfegh, A. et al. (2005). Usual nutrient intakes from food and water. USDA Agricultural Research Service.
- Levitt, M.D. & Bond, J.H. (1970). Volume, composition, and source of intestinal gas. Gastroenterology, 59(6), 921–929.
- Suarez, F.L. et al. (1997). Insights into human colonic physiology obtained from the study of flatus composition. American Journal of Physiology, 272(5), G1028–G1033.
- Matan, N. et al. (1999). Physical properties of hydrogen sulfide in air. Journal of Chemical Engineering Data.