เกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณเพิ่มสีผสมอาหารลงไปในน้ำเย็น

เนื้อหา

• TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)
• กลไกการแพร่กระจาย
• การผสมโดยความแตกต่างในความถ่วงจำเพาะ
• ผสมโดยการพา
• เกิดอะไรขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงน้ำ

สีผสมอาหารแสดงการฟุ้งกระจายในน้ำ การแพร่คือการผสมของโมเลกุลเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือก๊าซ เนื่องจากโมเลกุลในน้ำเย็นมีพลังงานจลน์น้อยกว่าในน้ำอุ่นกระบวนการแพร่จึงช้ากว่าน้ำอุ่นมาก แต่สีผสมอาหารยังสามารถแสดงการเคลื่อนไหวที่ไม่ได้สุ่มเช่นการกวนของน้ำด้วยการพาความร้อน

TL; DR (ยาวเกินไปไม่ได้อ่าน)

TL; DR: สีผสมอาหารที่เติมลงในจุดศูนย์กลางของบีกเกอร์น้ำเย็นจะจมลงสู่ด้านล่าง ถ้าคุณกวนน้ำเย็นหรือเติมสีลงในน้ำอุ่นมันจะกระจายเร็วขึ้น

กลไกการแพร่กระจาย

การแพร่ไม่จำเป็นต้องมีการกวนเช่นการกวนแม้ว่าการกวนจะทำให้กระบวนการเร็วขึ้น ในกรณีของสีผสมอาหารในน้ำน้ำจะเป็นตัวทำละลายในขณะที่สีผสมอาหารเป็นตัวทำละลาย เมื่อพวกเขาผสมพวกเขาทำทางออก การแพร่ต้องใช้เวลาแม้ว่าเวลาขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์ของโมเลกุลจะกระเด้งกระดอนกัน การตีกลับแบบสุ่มนี้เรียกว่าการเคลื่อนไหว Brownian - เป็นผลมาจากการที่อะตอมสั่นซึ่งทำให้พวกเขาเร็วขึ้นและแรงขึ้น ผลลัพธ์สุดท้ายของการเคลื่อนไหวเหล่านี้เมื่อเวลาผ่านไปเป็นคำตอบสุดท้ายที่เหมือนกัน

การผสมโดยความแตกต่างในความถ่วงจำเพาะ

••• Dankingphotography / iStock รูปภาพ / Getty

สีผสมอาหารมีความถ่วงจำเพาะสูงขึ้นหรือความหนาแน่นสัมพัทธ์มากกว่าน้ำดังนั้นก่อนที่จะมีเวลาแพร่กระจายมันจึงมีแนวโน้มที่จะจมในน้ำ เมื่อน้ำเย็นและอัตราการแพร่กระจายช้าลงสีผสมอาหารส่วนใหญ่จะอยู่รวมกันในขนนกที่ตกลงไปที่ก้นภาชนะ ทิ้งไว้ตามลำพังและไม่ถูกรบกวนอาจเป็นเลเยอร์ที่ด้านล่าง เพราะการเคลื่อนไหวของบราวน์แม้ว่าจะไม่มีขอบเขตที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนระหว่างน้ำกับสี การเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลจะค่อยๆกระจายสีลงไปในน้ำ ความปั่นป่วนจะเร่งกระบวนการของการแพร่กระจาย

ผสมโดยการพา

ถ้าภาชนะของน้ำอุ่นหรือเย็นกว่าอากาศแวดล้อมมันจะพัฒนารูปแบบการไหลแบบพาความร้อนเมื่อน้ำเข้าสู่อุณหภูมิแวดล้อม ในกรณีของน้ำเย็นในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นด้านข้างของภาชนะบรรจุจะนำความร้อนไปรอบ ๆ น้ำ น้ำเย็นและหนาแน่นที่อยู่ตรงกลางอ่าง สีผสมอาหารที่ถูกเพิ่มลงในคอลัมน์กลางที่จมนี้จะทำให้การไหลเวียนของการไหลเวียนไปยังด้านล่างของภาชนะบรรจุ แต่จากนั้นมันก็จะขี่การไหลขึ้นด้านข้างกลับไปด้านบนเพื่อวนอีกรอบ การไหลนี้ทำหน้าที่สร้างความตื่นเต้นให้กับการแก้ปัญหาเร่งการแพร่กระจาย

เกิดอะไรขึ้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงน้ำ

เปรียบเทียบผลของความร้อนและความหนาแน่นต่อการกระจายของสีผสมอาหาร ลองเปรียบเทียบการแพร่กระจายแบบเคียงข้างกันในน้ำเย็นและในน้ำอุ่น การแพร่กระจายจะช้าลงมากในน้ำเย็น ลองละลายเกลือครึ่งช้อนชาในน้ำแล้ววางสีผสมอาหาร สีจะยังคงกระจาย แต่จะไม่จมเพราะน้ำเค็มมีความถ่วงจำเพาะสูงกว่า ลองวางแหล่งกำเนิดความร้อนเช่นแสงจากหลอดไส้ไปที่ด้านใดด้านหนึ่งของกระจกแล้วรอสักครู่ก่อนปล่อยสี มันจะขี่ - และทำให้มองเห็นได้ - การไหลเวียนของการไหล