Зафіксовані подробиці ефекту Лейденфроста

Що відбувається, якщо капнути на розпечену сковорідку з водою? Рідина збереться в дрібні плоскодонні крапельки, що ширяють над самою поверхнею сковороди, ковзаючи по ній в різні сторони і поступово випаровуючись. Цей процес, відомий як ефект Лейденфроста, описаний в 1756 році.

Виявляється, два з гаком століття «внесли в нього деякі нові деталі, нещодавно помічені дослідниками з Університету Ніцци (Франція). Про свої спостереження вони розповіли в журналі Physical Review Letters.

Лейденфростовская крапля (ілюстрація Wikimedia).

Лейденфрост виявив, що, коли вода або інші рідини) потрапляє на перегріту поверхню, навколо її крапельок покрив утворюється пара. Але найцікавіша частина парового покриття знаходиться під каплею: саме цей пар змушує воду парити і втрачати зчеплення зі сковородою. Це те, що відомо і відбувається в самому початку. Французьких дослідників зацікавило подальше: що коїться, коли більша частина краплі випарувалася — прямо перед самим її зникненням?

Вчені почали з того, що побудували теоретичну модель процесу, а потім зняли на високошвидкісну камеру те, як краплі води і етанолу ведуть себе на гарячій мідної поверхні.

Модель підказала: з плином часу кількість пари збільшується настільки, що змушує залишився від краплі піднятися ще вище. До тих пір, поки вага краплі (весь час спадання) зберігається досить великим, він зможе врівноважувати зростаючий тиск пара знизу — і підйом буде повільним. Проте в якийсь момент залишок стане настільки легким, що парове тиск відправить його в небеса. Це в теорії.

Зробивши відео процесу, фізики побачили, що… все так і є. Так, на самому початку крапля відскакує, балансуючи у поверхні; потім вона піднімається трохи вище, стаючи все менше; в якийсь момент (при певному розмірі) крапля ракетою злітає в повітря. У випадку з етанолом процес настільки стрімкий, що навіть високошвидкісна камера «бачить» спиртову краплю стартує догори з максимальним прискоренням чи не в момент торкання перегрітої поверхні.

Вчені сподіваються, що результати дослідження будуть корисні, наприклад, при створенні «ще більш ефективних» дизельних двигунів або при розробці процесів, що використовують охолоджуючі спреї.

Ефект Лейденфроста в дії (3 тис. кадрів в секунду):

Підготовлено за матеріалами Phys.Org.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *