Боје за храну илуструју дифузију у води. Дифузија је мешање молекула услед њиховог случајног кретања, било у течности или у гасу. Будући да молекули у хладној води имају мање кинетичке енергије него у топлој, процес дифузије је много спорији него у топлој води. Али боја за храну такође може показивати покрете који нису случајни, као што је мешање воде конвекцијом.
ТЛ; ДР (предуго; Нисам прочитао)
ТЛ; ДР: Боја за храну додата у средину чаше са хладном водом потонуће на дно. Ако хладну воду промешате или боју додате у топлу, она ће се много брже дифузисати.
Механизам дифузије
Дифузија не захтева мешање, попут мешања, мада мешање убрзава процес. У случају бојења хране у води, вода је растварач, док је боја за храну растворена супстанца. Једном када се помешају, праве решење. За дифузију је потребно време, иако колико времена зависи од кинетичке енергије молекула који се насумично поскакују. Ово случајно поскакивање - које се назива Бровново кретање - резултат је вибрација атома, што они раде брже и теже што су јачи. Крајњи резултат ових кретања, временом, је коначно, једнообразно решење.
Мешање према разлици у специфичној тежини
•••Данкингпхотограпхи / иСтоцк / Гетти Имагес
Боја за храну има мало већу специфичну тежину или релативну густину од воде, па пре него што стигне да се дифузира, има тенденцију да тоне у води. Када је вода хладна, а брзина дифузије спорија, већи део боје за храну остаје заједно у перјаници која пада на дно посуде. Остављен сам и неометан, могао би да формира слој на дну; због Бровновог кретања, међутим, неће постојати оштро дефинисана граница између воде и бојења. Насумично кретање молекула постепено ће дифузирати боју у воду. Агитација ће убрзати процес дифузије.
Мешање конвекцијом
Ако је посуда с водом топлија или хладнија од околног ваздуха, развиће се конвективни обрасци протока како се вода приближава температури околине. У случају хладне воде у топлом окружењу, бочне стране посуде проводе топлоту до периферије воде. Прохладна, густа вода у центру тоне. Боја за храну додата у ову средишњу колону која тоне потакнут ће конвективни ток на дно посуде, али ће затим водити и ток уз бокове, натраг на врх да би се поново окретала. Овај проток служи за мешање раствора, убрзавајући дифузију.
Шта се дешава када се вода промени?
Упоредите ефекте топлоте и густине на дифузију боје за храну. Покушајте упоредно упоређивање дифузије у хладној и топлој води. Дифузија ће бити много спорија у хладној води. Покушајте да растворите пола кашике соли у води, а затим испустите боју за храну. Бојење ће се и даље распршити, али неће потонути јер слана вода има већу специфичну тежину. Покушајте да ставите извор топлоте, попут жаруље са жарном нити, на једну страну чаше и сачекајте неколико минута пре него што испустите боју. Возит ће - и тиме учинити видљивим - конвективни ток.