Tartalom
- TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
- A diffúzió mechanizmusa
- Keverés a fajsúly különbsége alapján
- Keverés konvekcióval
- Mi történik, ha a víz megváltozik?
Az élelmiszer-színezék szemlélteti a vízben történő diffúziót. A diffúzió a molekulák keverése a véletlenszerű mozgásuk következtében, akár folyadékban, akár gázban. Mivel a hideg vízben lévő molekulák kevesebb kinetikus energiával rendelkeznek, mint a meleg vízben, a diffúziós folyamat sokkal lassabb, mint a meleg vízben. Az élelmiszer-színezék azonban a véletlenszerű mozgást is mutathat, például a víz konvekciós keverését.
TL; DR (túl hosszú; nem olvastam)
TL; DR: A hideg víz főzőpohárjának közepére adott élelmiszer-színezék aljára süllyed. Ha keveri a hideg vizet, vagy hozzáadja a színezéket meleg vízhez, az sokkal gyorsabban diffundál.
A diffúzió mechanizmusa
A diffúzióhoz nem szükséges keverés, például keverés, bár a keverés felgyorsítja a folyamatot. Vízben történő élelmiszer-színezés esetén a víz az oldószer, míg az élelmiszer-színezés az oldott anyag. Miután összekeveredtek, megoldást készítenek. A diffúzió időbe telik, bár mennyi idő függ a véletlenszerűen egymás között ugráló molekulák kinetikai energiájától. Ez a véletlenszerű pattogás - az úgynevezett Brown-mozgás - az atomok rezgéséből származik, amelyet gyorsabban végeznek és annál nehezebbek, annál melegebbek. Ezeknek a mozgásoknak az eredménye az idő múlásával a végső, egységes megoldás.
Keverés a fajsúly különbsége alapján
••• Dankingphotography / iStock / Getty ImagesAz élelmiszer-színezék valamivel magasabb fajsúlyú vagy relatív sűrűségű, mint a víz, tehát mielőtt elkezdené diffundálódni, hajlamos a vízbe süllyedni. Ha a víz hideg, és a diffúziós sebesség lassabb, az élelmiszer-színezékek nagyobb része együtt marad a tartály aljára eső tollakban. Ha egyedül marad és zavartalanul, az alján réteget képezhet; Brown-mozgás miatt azonban nem lesz élesen meghatározott határ a víz és a színezés között. A molekulák véletlenszerű mozgása fokozatosan diffundálja a színt a vízbe. A keverés felgyorsítja a diffúzió folyamatát.
Keverés konvekcióval
Ha a víztartály melegebb vagy hidegebb, mint a környezeti levegő, akkor konvektív áramlási minták alakulnak ki, amikor a víz megközelíti a környezeti hőmérsékletet. Meleg környezetben lévő hideg víz esetén a tartály oldalának hőt kell vezetnie a víz kerülete felé. A közepén lévő hideg, sűrűbb víz elsüllyed. A süllyedő középső oszlophoz hozzáadott élelmiszer-színezék a konvektív áramlást a tartály aljára irányítja, de azután tovább áramolja az áramlást az oldalain felfelé, vissza a tetejére, hogy újra körbekerülhessen. Ez az áramlás feloldja az oldatot, felgyorsítva a diffúziót.
Mi történik, ha a víz megváltozik?
Hasonlítsa össze a hő és a sűrűség hatását az élelmiszer-színezék diffúziójára. Próbáljon meg összehasonlítani a hideg és meleg víz diffúzióját. A hideg vízben a diffúzió sokkal lassabb lesz. Próbáljon fel egy kanál sót feloldani vízben, majd csepp az ételfestékkel. A színezés továbbra is diffúz, de nem süllyed, mert a sós víz nagyobb fajsúlyú. Próbáljon hőforrást, például izzólámpát az üveg egyik oldalára helyezni, és várjon néhány percet, mielőtt leejti a színezést. Úgy vezet, és ezáltal láthatóvá teszi a konvektív áramlást.