Mitä tapahtuu, kun lisäät pisaran ruokaväriä kylmään veteen?

Sisältö

• TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
• Levitysmekanismi
• Sekoittaminen ominaispainon mukaan
• Sekoittaminen konvektiolla
• Mitä tapahtuu, kun vettä muutetaan?

Ruokaväritys kuvaa diffuusiota vedessä. Diffuusio on molekyylien sekoittumista niiden satunnaisesta liikkeestä johtuen, olipa neste tai kaasu. Koska kylmässä vedessä olevilla molekyyleillä on vähemmän kineettistä energiaa kuin lämpimässä vedessä, diffuusioprosessi on paljon hitaampaa kuin lämpimässä vedessä. Mutta ruoan värjäys voi myös osoittaa satunnaista liikettä, kuten veden sekoittamista konvektiolla.

TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)

TL; DR: Kylmän veden dekantterilasiin lisätty ruokaväri vajoaa pohjaan. Jos sekoitat kylmää vettä tai lisää väri lämpimään veteen, se leviää paljon nopeammin.

Levitysmekanismi

Diffuusio ei vaadi sekoittamista, kuten sekoittamista, vaikka sekoittaminen nopeuttaa prosessia. Jos kyseessä on elintarvikkeiden väri vedessä, vesi on liuotin, kun taas elintarvikkeen väri on liuennut. Sekoitettuaan he tekevät ratkaisun. Diffuusio vie aikaa, tosin kuinka paljon aikaa riippuu keskenään sattumanvaraisesti pomppivien molekyylien kineettisesta energiasta. Tämä satunnainen pomppiminen - nimeltään Brownian liike - johtuu atomien värähtelystä, jonka ne tekevät nopeammin ja kovemmin, mitä kuumempi he ovat. Näiden liikkeiden lopputulos ajan myötä on lopullinen, yhtenäinen ratkaisu.

Sekoittaminen ominaispainon mukaan

••• Dankingphotography / iStock / Getty Images

Ruokaväreillä on hiukan korkeampi ominaispaino tai suhteellinen tiheys kuin vedellä, joten ennen kuin sillä on aikaa hajottaa, sillä on taipumus upota veteen. Kun vesi on kylmää ja diffuusionopeus on hitaampaa, enemmän ruoan värjäyksiä pysyy yhdessä säiliön pohjalle putoavassa putkessa. Jätä yksinään ja häiriöttömästi, se voi muodostaa kerroksen alaosaan; Brownin liikkeen takia veden ja värin välillä ei kuitenkaan ole tarkkaan määriteltyä rajaa. Molekyylien satunnainen liike levittää värin asteittain veteen. Sekoitus nopeuttaa diffuusioprosessia.

Sekoittaminen konvektiolla

Jos vesisäiliö on lämmin tai viileämpi kuin ympäröivä ilma, se muodostaa konvektiiviset virtausmallit veden lähestyessä ympäristön lämpötilaa. Lämpimässä ympäristössä olevan kylmän veden tapauksessa säiliön sivut johtavat lämpöä veden reuna-alueelle. Keskellä oleva viileä, tiheämpi vesi uppoaa. Tähän uppoavaan keskipylvääseen lisätyt ruokavärit johtavat konvektiivisen virtauksen säiliön pohjalle, mutta sitten ne ajavat myös virtauksen sivuilla ylöspäin, takaisin ylöspäin kiertääkseen uudelleen. Tämän virtauksen tarkoituksena on sekoittaa liuosta nopeuttaen diffuusiota.

Mitä tapahtuu, kun vettä muutetaan?

Vertaa lämmön ja tiheyden vaikutuksia ruokavärin leviämiseen. Kokeile diffuusion vertailua kylmässä ja lämpimässä vedessä. Leviäminen on paljon hitaampaa kylmässä vedessä. Kokeile liuottaa puoli lusikallista suolaa veteen ja pudota sitten ruokaväri. Värjäys hajoaa edelleen, mutta se ei upota, koska suolavedellä on suurempi ominaispaino. Kokeile sijoittaa lämmönlähde, kuten hehkulamppu, lasin toiselle puolelle ja odota muutama minuutti ennen pudottamista väritys. Se ajaa - ja tekee siten näkyväksi - konvektiivisen virtauksen.