Hvad sker der, når du tilføjer et fald madfarve til koldt vand?

Fødevarer farvning illustrerer diffusion i vand. Diffusion er blanding af molekyler på grund af deres tilfældige bevægelse, uanset om de er i en væske eller en gas. Fordi molekyler i koldt vand har mindre kinetisk energi end i varmt vand, er diffusionsprocessen meget langsommere end i varmt vand. Men madfarveringen kan også vise bevægelser, der ikke er tilfældige, såsom vandring ved konvektion.

TL; DR (for lang tid, ikke læst)

TL; DR : Fødevarer farvning lagt til midten af ​​et bæger af koldt vand vil synke ned til bunden. Hvis du rører det kolde vand eller tilføjer farvningen til varmt vand, vil det diffunderes meget hurtigere.

Diffusionens mekanisme

Diffusion kræver ikke omrøring, såsom omrøring, selvom omrøring Fremskynder processen. I tilfælde af madfarvning i vand er vandet opløsningsmiddel, mens fødevarens farve er opløst. Når de er blandet, laver de en løsning. Diffusion tager tid, men hvor meget tid afhænger af molekylernes kinetiske energi, der tilfældigt hopper mellem hinanden. Denne tilfældige hoppende - kaldet Brownian motion - resulterer fra atomerne vibrerer, som de gør hurtigere og hårdere jo varmere de er. Slutresultatet af disse bevægelser er over tid den endelige, ensartede løsning.

Blanding med forskel i specifik tyngdekraften

Fødevarefarven har en lidt højere specifik gravitation eller relativ tæthed end vand, så det har tid til at diffunde, det har tendens til at synke i vandet. Når vandet er koldt, og diffusionshastigheden er langsommere, forbliver flere af madfarverne sammen i en plume, der falder til bunden af ​​beholderen. Venstre alene og uforstyrret, det kan danne et lag i bunden; På grund af brunisk bevægelse vil der dog ikke være en skarpt afgrænset grænse mellem vandet og farvningen. Den tilfældige bevægelse af molekylerne vil gradvist diffunde farven i vandet. Agitation vil fremskynde diffusionsprocessen.

Blanding ved konvektion

Hvis vandbeholderen er varmere eller køligere end den omgivende luft, vil den udvikle konvektive strømningsmønstre, når vandet nærmer sig omgivelsestemperaturen . I tilfælde af koldt vand i et varmt miljø fører beholderens sider varme til vandets periferi. Det kølige, tættere vand i midten synker. Fødevarefarvning, der tilføjes til denne sænkende centerkolonne, vil køre den konvektive strømning til bunden af ​​beholderen, men så vil den også ride strømmen op ad siderne, tilbage til toppen for at cykle rundt igen. Denne strøm tjener til at agitere opløsningen, hvilket fremskynder diffusionen.

Hvad sker der, når vandet ændres?

Sammenlign virkningerne af varme og densitet på diffusionen af ​​fødevarens farve. Prøv en sammenligning ved siden af ​​hinanden af ​​diffusion i koldt vand og i varmt vand. Diffusionen vil være meget langsommere i det kolde vand. Prøv at opløse en halv sked salt i vand og slip derefter fødevarens farve. Farvningen vil stadig diffunde, men det vil ikke synke, fordi saltvandet har en højere specifik gravitation. Prøv at placere en varmekilde, som f.eks. Et glødelampe, mod den ene side af glasset, og vent et par minutter, inden du slår farvningen. Det vil ride - og dermed synliggøre - den konvektive strømning.