当棉花糖变成岩石时

不久前，我买了一袋棉花糖，沉迷于一点点，然后忘记了几周的打开袋子。令我惊讶的是，当我的棉花糖渴望返回时，顶部的岩石是坚硬的，而底部几乎和我购买时一样柔软。为什么这样？通过将袋子打开，水从棉花糖迁移到空中。

开放袋棉花糖。

一袋棉花糖中的水的扩散系数是什么？

找到我开放的部分干燥的棉花糖提出了一个问题：什么是扩散系数棉花糖袋中的水？我意识到，可以通过观察我柜台上的棉花糖开放袋发生的事情来回答。我知道袋子的几何形状，什么日子打开了，我以为30天后的“棉花糖水含量剖面”是一条直线。这是实验概况我曾经通过扩散模拟建立大规模运输，目的是推论棉花糖袋中的水扩散系数（以下称为差异）。

注意：为了在实验剖面的每一端找到水含量的值，我需要空气和新鲜棉花糖的水浓度值。可以通过知道在20°C时相对湿度为30％的空气的绝对湿度来得出前者。³，对应于水浓度约0.3 mol/m³。对于后者，我不得不进行一些研究，并决定使用这里提供的数据，对应于≈7,781mol/m的水浓度³。

通过扩散模拟质量传输

袋中的初始水浓度为7,781 mol/m³袋子的开口端的值为0.3 mol/m³。在下图中显示了几何形状，用于模拟以及该线路实验概况将与模拟的模拟进行比较差异。

将模拟水浓度与实验曲线进行比较的棉花糖袋几何形状和轮廓线。

我对不同值的模拟进行了模拟差异，以m表示²/s，并将结果与​​实验曲线进行了比较（请参见下面的图）。的价值差异最适合实验曲线是2·10^-9m²/s。

模拟水浓度与实验曲线。

diff = 2·10的水浓度的等音表面和表面图^-9m²/s。

讨论和下一步

Even if I had to rely on several simplifying assumptions — an experimental profile determined “by hand”, a diffusion coefficient independent from water concentration, time, shape and packing of the marshmallows, chemical reactions and constant boundary conditions — I’ve been able to establish the order of magnitude of the diffusion coefficient and started to understand more about what is happening.

我什至可能会尝试不同的袋子形状，以找出哪种形状不太容易干燥棉花糖。下一步还可能是在一个新的模拟中包括我在这里忽略的所有效果，该效果可以准确回答以下问题：将所有棉花糖变干需要多长时间？

好吧，就我而言，几个月后，四分之一的袋子仍然可食用。您可以从本文中提供的信息开始，运行模拟，然后让我知道最后一棉花糖何时会像岩石一样难！

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