Ο χρωματισμός των τροφίμων απεικονίζει τη διάχυση στο νερό. Η διάχυση είναι η ανάμειξη μορίων λόγω της τυχαίας κίνησής τους, είτε σε υγρό είτε σε αέριο. Επειδή τα μόρια στο κρύο νερό έχουν λιγότερη κινητική ενέργεια από ό, τι στο ζεστό νερό, η διαδικασία διάχυσης είναι πολύ πιο αργή από ό, τι στο ζεστό νερό. Αλλά ο χρωματισμός των τροφίμων μπορεί επίσης να δείξει κίνηση που δεν είναι τυχαία, όπως η ανάδευση του νερού μέσω μεταφοράς.
TL; DR (Πάρα πολύ καιρό; Δεν διαβάστηκε)
TL; DR: Ο χρωματισμός των τροφίμων που προστίθεται στο κέντρο ενός ποτηριού κρύου νερού θα βυθιστεί στον πυθμένα. Εάν ανακατεύετε το κρύο νερό ή προσθέτετε το χρωματισμό σε ζεστό νερό, θα διαχέεται πολύ πιο γρήγορα.
Ο μηχανισμός της διάχυσης
Η διάχυση δεν απαιτεί ανάδευση, όπως ανάδευση, αν και η ανάδευση επιταχύνει τη διαδικασία. Στην περίπτωση χρωματισμού τροφίμων σε νερό, το νερό είναι ο διαλύτης ενώ ο χρωματισμός τροφίμων είναι η διαλυμένη ουσία. Μόλις αναμιχθούν, κάνουν μια λύση. Η διάχυση απαιτεί χρόνο, αν και ο χρόνος εξαρτάται από την κινητική ενέργεια των μορίων που αναπηδούν τυχαία μεταξύ τους. Αυτή η τυχαία αναπήδηση - που ονομάζεται κίνηση Brownian - προκύπτει από τα άτομα που δονείται, τα οποία κάνουν γρηγορότερα και σκληρότερα όσο πιο ζεστά είναι. Το τελικό αποτέλεσμα αυτών των κινήσεων, με την πάροδο του χρόνου, είναι η τελική, ομοιόμορφη λύση.
Ανάμιξη ανά διαφορά στο ειδικό βάρος
•••Dankingphotography / iStock / Getty Images
Ο χρωματισμός των τροφίμων έχει ελαφρώς υψηλότερη ειδική βαρύτητα, ή σχετική πυκνότητα, από το νερό, οπότε προτού έχει χρόνο διάχυσης, τείνει να βυθιστεί στο νερό. Όταν το νερό είναι κρύο και ο ρυθμός διάχυσης είναι πιο αργός, περισσότερο από το χρώμα των τροφίμων παραμένει μαζί σε ένα λοφίο που πέφτει στο κάτω μέρος του δοχείου. Αν μείνει μόνος και ανενόχλητος, μπορεί να σχηματίσει ένα στρώμα στο κάτω μέρος. Λόγω της κίνησης του Μπράουν, όμως, δεν θα υπάρχει ένα απόλυτα καθορισμένο όριο μεταξύ του νερού και του χρωματισμού. Η τυχαία κίνηση των μορίων θα διαχέει σταδιακά το χρώμα στο νερό. Η ανάδευση θα επιταχύνει τη διαδικασία διάχυσης.
Ανάμιξη με συναγωγή
Εάν το δοχείο νερού είναι πιο ζεστό ή πιο κρύο από τον αέρα του περιβάλλοντος, θα αναπτύξει μοτίβα ροής καθώς το νερό πλησιάζει τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Στην περίπτωση κρύου νερού σε ζεστό περιβάλλον, οι πλευρές του δοχείου μεταφέρουν θερμότητα στην περιφέρεια του νερού. Το δροσερό, πυκνότερο νερό στο κέντρο βυθίζεται. Ο χρωματισμός των τροφίμων που προστέθηκε σε αυτήν την κεντρική στήλη βύθισης θα οδηγήσει τη ροή μεταφοράς στο κάτω μέρος του δοχείου, αλλά στη συνέχεια θα οδηγήσει επίσης τη ροή προς τα πάνω, πίσω στην κορυφή για να γυρίσει ξανά. Αυτή η ροή χρησιμεύει για ανάδευση του διαλύματος, επιταχύνοντας τη διάχυση.
Τι συμβαίνει όταν το νερό αλλάζει;
Συγκρίνετε τις επιπτώσεις της θερμότητας και της πυκνότητας στη διάχυση του χρωματισμού των τροφίμων. Δοκιμάστε μια παράλληλη σύγκριση διάχυσης σε κρύο νερό και ζεστό νερό. Η διάχυση θα είναι πολύ πιο αργή στο κρύο νερό. Δοκιμάστε να διαλύσετε μισή κουταλιά αλάτι σε νερό και στη συνέχεια ρίξτε το χρώμα των τροφίμων. Ο χρωματισμός εξακολουθεί να διαχέεται, αλλά δεν θα βυθιστεί επειδή το αλμυρό νερό έχει υψηλότερο ειδικό βάρος. Δοκιμάστε να τοποθετήσετε μια πηγή θερμότητας, όπως ένα φως πυρακτώσεως, στη μία πλευρά του γυαλιού και περιμένετε λίγα λεπτά πριν ρίξετε το χρωματισμό. Θα οδηγήσει - και έτσι θα κάνει ορατό - τη ροή της μεταφοράς.