จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อคุณเติมสีผสมอาหารลงในน้ำเย็น

สีผสมอาหารแสดงถึงการแพร่กระจายในน้ำ การแพร่กระจายคือการผสมของโมเลกุลเนื่องจากการเคลื่อนที่แบบสุ่ม ไม่ว่าจะเป็นของเหลวหรือก๊าซ เนื่องจากโมเลกุลในน้ำเย็นมีพลังงานจลน์น้อยกว่าในน้ำอุ่น กระบวนการแพร่จึงช้ากว่าในน้ำอุ่นมาก แต่สีผสมอาหารยังสามารถแสดงการเคลื่อนไหวที่ไม่ใช่แบบสุ่มได้ เช่น การกวนของน้ำโดยการพาความร้อน

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ทีแอล; DR: สีผสมอาหารที่เติมตรงกลางของบีกเกอร์น้ำเย็นจะจมลงไปด้านล่าง หากคุณคนในน้ำเย็นหรือเติมสีลงในน้ำอุ่น มันจะกระจายตัวได้เร็วกว่ามาก

การแพร่กระจายไม่ต้องการการกวน เช่น การกวน แม้ว่าการกวนจะทำให้กระบวนการเร็วขึ้น ในกรณีสีผสมอาหารในน้ำ น้ำเป็นตัวทำละลาย ส่วนสีผสมอาหารเป็นตัวละลาย เมื่อพวกเขาผสมกันแล้วพวกเขาก็ทำสารละลาย การแพร่กระจายต้องใช้เวลา แม้ว่าเวลาจะขึ้นอยู่กับพลังงานจลน์ของโมเลกุลที่สุ่มเด้งไปมาระหว่างกัน การกระดอนแบบสุ่มนี้ ซึ่งเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน เป็นผลมาจากการสั่นของอะตอม ซึ่งพวกมันจะยิ่งร้อนเร็วขึ้นและหนักขึ้น ผลลัพธ์สุดท้ายของการเคลื่อนไหวเหล่านี้คือทางออกสุดท้ายที่สม่ำเสมอ

•••Dankingphotography / รูปภาพ iStock / Getty

สีผสมอาหารมีความถ่วงจำเพาะหรือความหนาแน่นสัมพัทธ์สูงกว่าน้ำเล็กน้อย ดังนั้นก่อนที่จะมีเวลากระจาย สีมักจะจมลงในน้ำ เมื่อน้ำเย็นและอัตราการแพร่ช้าลง สีผสมอาหารจะเกาะกันเป็นก้อนที่ตกลงมาที่ก้นภาชนะ ทิ้งไว้ตามลำพังและไม่ถูกรบกวน มันอาจจะก่อตัวเป็นชั้นที่ด้านล่าง เนื่องจากการเคลื่อนที่แบบบราวเนียนจะไม่มีขอบเขตที่ชัดเจนระหว่างน้ำกับสี การเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลจะค่อยๆ กระจายสีลงไปในน้ำ การกวนจะทำให้กระบวนการแพร่เร็วขึ้น

หากภาชนะใส่น้ำอุ่นหรือเย็นกว่าอากาศแวดล้อม มันจะพัฒนารูปแบบการพาความร้อนเมื่อน้ำเข้าใกล้อุณหภูมิแวดล้อม ในกรณีของน้ำเย็นในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่น ด้านข้างของภาชนะจะนำความร้อนไปยังขอบน้ำ น้ำเย็นที่หนาแน่นกว่าตรงกลางจะจมลง สีผสมอาหารที่ถูกเพิ่มลงในคอลัมน์กลางที่กำลังจมนี้จะขับกระแสพาไปที่ด้านล่างของภาชนะ แต่จากนั้นก็จะไหลขึ้นไปด้านข้าง กลับไปที่ด้านบนเพื่อหมุนเวียนอีกครั้ง การไหลนี้ทำหน้าที่กวนสารละลาย เร่งการแพร่กระจาย

เปรียบเทียบผลกระทบของความร้อนและความหนาแน่นต่อการแพร่ของสีผสมอาหาร ลองเปรียบเทียบการแพร่กระจายในน้ำเย็นกับน้ำอุ่นเปรียบเทียบกัน การแพร่กระจายจะช้าลงมากในน้ำเย็น ลองละลายเกลือครึ่งช้อนในน้ำแล้วหยดสีผสมอาหาร สีจะยังคงกระจาย แต่มันจะไม่จมเพราะน้ำเค็มมีความถ่วงจำเพาะสูงกว่า ลองวางแหล่งกำเนิดความร้อน เช่น หลอดไส้ ที่ด้านหนึ่งของกระจก และรอสองสามนาทีก่อนที่จะปล่อยสี มันจะขี่ – และทำให้มองเห็นได้ – กระแสหมุนเวียน