ماذا يحدث عند إضافة قطرة من مُلوِّن الطعام إلى الماء البارد؟

يوضح تلوين الطعام الانتشار في الماء. الانتشار هو اختلاط الجزيئات بسبب حركتها العشوائية ، سواء في سائل أو غاز. نظرًا لأن الجزيئات الموجودة في الماء البارد لها طاقة حركية أقل من الماء الدافئ ، فإن عملية الانتشار تكون أبطأ بكثير من الماء الدافئ. لكن يمكن أن يُظهر تلوين الطعام أيضًا حركة غير عشوائية ، مثل إثارة الماء بالحمل الحراري.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم أقرأ)

TL ؛ دكتور: ألوان الطعام المضافة إلى وسط كوب من الماء البارد سوف تغرق في القاع. إذا قلَّبت الماء البارد أو أضفت اللون إلى الماء الدافئ ، فسوف ينتشر بسرعة أكبر.

لا يتطلب الانتشار إثارة ، مثل التحريك ، على الرغم من أن التحريك يسرع العملية. في حالة تلوين الطعام في الماء ، يكون الماء هو المذيب بينما تلوين الطعام هو المذاب. بمجرد أن يختلطوا ، يقومون بعمل حل. يستغرق الانتشار وقتًا ، على الرغم من أن مقدار الوقت يعتمد على الطاقة الحركية للجزيئات التي ترتد بشكل عشوائي فيما بينها. ينتج هذا الارتداد العشوائي - الذي يسمى بالحركة البراونية - عن اهتزاز الذرات ، والتي تقوم بها بشكل أسرع وأصعب كلما زادت سخونتها. النتيجة النهائية لهذه الحركات ، بمرور الوقت ، هي الحل النهائي والموحد.

•••Dankingphotography / إستوك / جيتي إيماجيس

يتميز تلوين الطعام بثقل نوعي أو كثافة نسبية أعلى قليلاً من الماء ، لذا قبل أن يتاح له الوقت للانتشار ، فإنه يميل إلى الغرق في الماء. عندما يكون الماء باردًا ، ويكون معدل الانتشار أبطأ ، يظل المزيد من ألوان الطعام معًا في عمود يسقط في قاع الحاوية. إذا تُركت بمفردها وبدون إزعاج ، فقد تشكل طبقة في الأسفل ؛ بسبب الحركة البراونية ، على الرغم من ذلك ، لن يكون هناك حد محدد بشكل واضح بين الماء والتلوين. ستعمل الحركة العشوائية للجزيئات على نشر اللون تدريجيًا في الماء. التحريض سوف يسرع عملية الانتشار.

إذا كانت حاوية الماء أكثر دفئًا أو برودة من الهواء المحيط ، فسوف تطور أنماط تدفق الحمل مع اقتراب الماء من درجة الحرارة المحيطة. في حالة الماء البارد في بيئة دافئة ، توصل جوانب الحاوية الحرارة إلى محيط الماء. يغرق الماء البارد الأكثر كثافة في المركز. سوف يركب تلوين الطعام المضاف إلى عمود مركز الغرق هذا التدفق الحراري إلى قاع الحاوية ، ولكن بعد ذلك سيركب أيضًا التدفق لأعلى الجوانب ، ويعود إلى الأعلى للدوران مرة أخرى. يعمل هذا التدفق على تقليب المحلول ، وتسريع الانتشار.

قارن بين تأثيرات الحرارة والكثافة على انتشار مُلوِّن الطعام. جرب مقارنة الانتشار في الماء البارد والماء الدافئ جنبًا إلى جنب. سيكون الانتشار أبطأ بكثير في الماء البارد. جرب إذابة نصف ملعقة من الملح في الماء ثم أسقط الملون الغذائي. سيظل التلوين منتشرًا ، لكنه لن يغوص لأن الماء المالح له جاذبية نوعية أعلى. جرب وضع مصدر حرارة ، مثل ضوء ساطع ، على جانب واحد من الزجاج وانتظر بضع دقائق قبل إسقاط اللون. سوف يركب - وبالتالي يجعل تدفق الحمل الحراري مرئيًا.