Studiu: Efectul Leidenfrost apare în cele trei faze ale apei: solid, lichid și vapori

Stropiți câteva picături de apă pe o tigaie foarte fierbinte și aceasta se va înălța în aer, alunecând în jurul tigaii cu un abandon sălbatic. Fizicienii de la Virginia Tech au descoperit că acest lucru poate fi realizat și prin plasarea unui disc subțire și plat de gheață pe o suprafață de aluminiu încălzită, potrivit hârtie nouă Publicat în revista Physical Review Fluids. Problema: trebuie atinsă o temperatură critică mult mai mare înainte ca discul de gheață să se ridice.

așa cum suntem am mentionat mai devremeÎn 1756 un om de știință german a numit Johann Gottlob Leidenfrost menționat observând-o pentru fenomenul neobișnuit. El a observat că apa se stropește de obicei pe o tigaie foarte fierbinte și se evaporă foarte repede. Dar dacă temperatura tigaii este mult peste punctul de fierbere al apei, se vor forma „picături strălucitoare asemănătoare cu mercurul” și se vor zbura pe suprafață. numit „Efectul Leidenfrost în cinstea lui.

În următorii 250 de ani, fizicienii au venit cu o explicație viabilă pentru ce s-a întâmplat acest lucru. Dacă suprafața este de cel puțin 400 de grade Fahrenheit (cu mult peste punctul de fierbere al apei), dedesubt se formează perne de vapori de apă sau abur, ținându-l ridicat. Efectul Leidenfrost funcționează și cu alte lichide, inclusiv uleiuri și alcool, dar temperatura la care apare va fi diferită.

fenomen încă fascinant Fizicienii. De exemplu, în 2018, Descoperit de fizicienii francezi Că picăturile nu curg doar pe o pernă de abur; Atâta timp cât nu este prea mare, se împinge și singur. Acest lucru se datorează unui dezechilibru al fluxului de fluid în picăturile Leidenfrost, comportă-te ca Unitate internă mică. Picăturile mari au arătat un flux echilibrat, dar pe măsură ce picăturile s-au evaporat, devenind mai mici (aproximativ jumătate de milimetru în diametru) și mai sferice, a apărut un dezechilibru al forțelor. Acest lucru a făcut ca picăturile să se învârtească ca o roată, ajutate de un fel de efect de „clichet” de înclinare în jos în aceeași direcție cu fluidul care curge în picătură. Fizicienii francezi au numit descoperirea lor „roata Leidenfrost”.

În 2019, o echipă internațională de oameni de știință In sfarsit am stabilit sursa Din zgomotul însoțitor, raportat de Leidenfrost. Oamenii de știință l-am gasit Depinde de dimensiunea picăturii. Picăturile mici vor aluneca de pe suprafață și se vor evapora, în timp ce picăturile mai mari vor exploda cu această fractură aparentă. Vinovatul sunt particulele contaminante care se gasesc in aproape orice lichid. Picăturile mai mari vor începe cu o concentrație mai mare de contaminanți, iar această concentrație crește pe măsură ce picăturile se micșorează. Ele ajung într-o concentrație atât de mare încât particulele formează încet un fel de crustă în jurul picăturii. Acest proiectil interferează cu perna de abur care ține picătura sus și explodează când lovește suprafața.

Și anul trecut, oamenii de știință de la MIT au determinat de ce picăturile sunt propulsate pe o suprafață de ulei fierbinte de 100 de ori mai repede decât metalul expus. În condițiile potrivite, în afara fiecărei picături s-a format o peliculă subțire, ca o manta. Pe măsură ce picătura a devenit mai fierbinte, între picătură și ulei au început să se formeze mici bule de vapori de apă, apoi s-au îndepărtat. Bulele ulterioare s-au format de obicei în apropierea acelorași puncte, formând o singură cale de vapori care ar propulsa picătura în direcția preferată.

Dar poți obține efectul Leidenfrost cu zăpadă? Asta și-a propus să descopere echipa Virginia Tech. „Există multă hârtie în jurul ridicării lichidelor, am vrut să punem o întrebare despre ridicarea gheții”, Coautorul Jonathan Boreko a spus:. „A început ca un proiect de curiozitate. Cercetarea noastră a fost motivată de întrebarea dacă este sau nu posibil să se obțină un efect Leidenfrost trifazat cu solid, lichid și vapori.”