Leidenfrosto efektas - šuoliuojantys vandens lašeliai

Primary tabs

Užlašinkite vandens ant sauso, kaip reikiant įkaitinto paviršiaus (pavyzdžiui, keptuvės). Vanduo išsiskaidys smulkiais lašeliais, kurie čiuoždami išsilakstys po keptuvės paviršių, kol, galiausiai, šnypšdami išgaruos. O dabar pasižiūrėkite, kaip tų lašelių judėjimas atrodo sulėtintame vaizdo epizode, nufilmuotame 3 tūkst. kadrų per sekunde greičiu.

Visas procesas, vykstantis ant karšto, sauso paviršiaus užlašinus vandens, yra seniai žinomas ir turi savo pavadinimą – Leidenfrosto efektas. Fenomenas pavadintas jį aprašiusio Johano Gotlobo Leidenfrosto (Johann Gottlob Leidenfrost, 1715 –1794) garbei. Tai fizikinis reiškinys, kurio metu skystis, susilietęs su kūnu, kurio temperatūra kur kas aukštesnė už to skysčio virimo temperatūrą, generuoja izoliatyvų garų sluoksnį, o šis apsaugo skystį nuo staigaus užvirimo.

Tokiu būdu skysčio lašai ant įkaitinto paviršiaus ima slysdami judėti. Tačiau įdomiausia, jog tokiomis sąlygomis skystis ilgiau išlieka neišgaravęs – paviršių įkaitinus iki skysčio virimo temperatūros, jis išgaruotų greičiau.

Taip atsitinka todėl, kad su Leidenfrosto tašką viršijusiu paviršiumi susilietusio skysčio sluoksnelis akimirksniu virsta garais. Garo sluoksnelis apsaugo skystį nuo sąlyčio su įkaitintu paviršiumi, tad skystis išgaruoja ne taip greitai. Ant tokios garų pagalvės staiga atsidūrę skysčio lašeliai ima greitai judėti.

Tačiau Natanas Mirvoldas ir jo bendraminčių komanda „Modernist Cuisine“ pamėgino į šį reiškinį pažvelgti „sraigės akimis“, t.y., smarkiai sulėtinus vaizdą. Pasirodo, vandens lašeliai įkaitintu paviršiumi ne rieda ar „čiuožia“, kaip atrodo stebint nesulėtintame vaizde, o šuoliuoja (vaizdo siužetą žiūrėkite publikacijos pabaigoje).

Vienas įdomesnių Leidenfrosto efekto pritaikymo būdų – ant laboratorijos grindų užlašintas skystas azotas čiuoždamas grindų paviršiumi surenka dulkes. Istorijoje žinoma ir galimai pavojingų demonstracinių Leidenfrosto efekto atvejų. Pavyzdžiui ŠLAPIO piršto ar rankos panardinimas į skystą šviną (šis triukas buvo demonstruotas vienoje iš populiarios TV laidos „Mitų griovėjai“ („MythBusters“) 2009 m. sezono serijų) arba skysto azoto išpurškimas iš burnos. (Nors parodomųjų bandymų metu buvo išvengta sužeidimų, primygtinai rekomenduojame jų nebandyti atlikti patiems).

Atsargiau eksperimentuoti reikėtų ir dėl to, jog yra gana sudėtinga numatyti tikslų Leidenfrosto efekto pradinį momentą (reikia įvertinti įkaitinto paviršiaus charakteristikas bei įvairių priemaišų kiekį skystyje). Labai grubiu paskaičiavimu, Leidenfrosto efektas vandenį turėtų „ištikti“ šiam susilietus su maždaug 190°C temperatūros paviršiumi.

Facebook komentarai: