2019-12-31
Два куска сахара можно поместить в стакан с чаем различными способами. Можно просто положить сахар на дно (рисунок), а можно установить куски "враспор", если стакан имеет коническую форму (рисунок). В каком случае сахар растворится скорее, если чай не перемешивать?
Решение:
В первом случае (рисунок) по мере растворения сахара на дне стакана образуется слой чая с высокой концентрацией сахара. Выравнивание концентрации по всему объему будет происходить за счет диффузии сахара из нижнего слоя в верхние. С ростом концентрации в нижнем слое, скорость растворения уменьшается.
Во втором случае (рисунок) слой с повышенной концентрацией сахара образуется вверху. Плотность сахарного раствора больше плотности чистого (без сахара) чая и растет по мере увеличения концентрации. Поэтому сахарный "сироп" опускается в нижние слои. Перемешивание происходит за счет диффузии и за счет конвекции. Поскольку сахар из верхних слоев убывает, скорость растворения уменьшается медленнее, чем в первом случае.
Следовательно, во втором случае сахар растворится в чае быстрее.