Найти тему
Эпонимы и Мы

ЭФФЕКТ ЛЕЙДЕНФРОСТА

Если капля воды попадёт на горячую сковороду или плиту... возможны варианты. Потому что в одном случае она прилипнет к поверхности без видимых последствий, во втором свернётся шариком, в третьем начнёт активно кипеть, не сходя с места, а в четвёртом будет бегать шипящей каплей. Как вы поняли, всё зависит от температуры сковороды или плиты.

Фото с сайта https://i2.wp.com/physicstuff.com/wp-content/uploads/2019/07/5086764284_80b50e5f6f_o.jpg?resize=768%2C391
Фото с сайта https://i2.wp.com/physicstuff.com/wp-content/uploads/2019/07/5086764284_80b50e5f6f_o.jpg?resize=768%2C391

Подобное явление наблюдали многие учёные в разные времена. Да и не только учёные. Например, выдающийся конструктор паровых котлов Уильям Фэйрбэрн, живший в XIX веке, рассказывал, как неоднократно наблюдал поразительный феномен: капля, почти мгновенно испарявшаяся при температуре поверхности 168 °C, при повышении температуры до 202 °C обретала живучесть и не выкипала в течение 152 секунд. Из чего он сделал вывод: при более низких температурах в топке вода может испаряться даже быстрее, чем при более высокой температуре.

Иоганн Готлоб Лейденфрост (27 ноября 1715 – 2 декабря 1794). Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/Лейденфрост,_Иоганн_Готлиб
Иоганн Готлоб Лейденфрост (27 ноября 1715 – 2 декабря 1794). Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/Лейденфрост,_Иоганн_Готлиб

А само явление было названо в честь немецкого врача и теолога (!) Иоганна Готлоба Лейденфроста (27 ноября 1715 – 2 декабря 1794), который впервые обосновал его с научной точки зрения. По его описаниям, при контакте с поверхностью, нагретой до определённой температуры, нижняя часть капли мгновенно испаряется. Получающаяся прослойка пара подвешивает оставшуюся часть капли над поверхностью, предотвращая прямое соприкосновение между жидкой водой и горячим телом. А поскольку теплопроводность пара значительно ниже, чем теплопроводность жидкости, теплообмен между каплей и сковородой замедляется, что позволяет капле скользить по сковороде на прослойке газа под ней.

ЭФФЕКТ ЛЕЙДЕНФРОСТА. Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Лейденфроста
ЭФФЕКТ ЛЕЙДЕНФРОСТА. Фото с сайта https://ru.wikipedia.org/wiki/Эффект_Лейденфроста

Однако определить ТОЧКУ ЛЕЙДЕНФРОСТА (температуру, при которой проявляется ЭФФЕКТ ЛЕЙДЕНФРОСТА) довольно затруднительно, ибо это зависит от многих факторов - свойств поверхности, наличия примесей в жидкости, свойств самой жидкости, температуры и влажности окружающего воздуха и пр. К тому же, некоторые физики предлагают за ТОЧКУ ЛЕЙДЕНФРОСТА принять температуру, при которой "левитация" капли длится наибольшее время. Поэтому можно лишь условно сказать, что конкретно для воды и именно на сковороде эта точка соответствует 193 °C.

Казалось бы, а нам-то что до всего этого? Оказывается, этот эффект объясняет многие "чудеса", которые нам пытаются преподнести как нечто невероятное.

Например, профессиональные металлурги нередко шокируют обывателей зрелищным фокусом: вот чаша с расплавленным свинцом, вот рука, и эту руку человек на мгновение погружает в свинец, но без какого-либо вреда! А другой подходит к котлу, из которого льётся кипящая медь или сталь, и резким движением перерубает ладонью струю металла - опять же, без последствий. Как такое возможно?!!

Всё дело в том, что люди делают всё это, предварительно смочив руку водой. И когда расплав соприкасается с жидкостью, возникает прослойка пара, которая оберегает мягкие ткани от термического поражения, а сам пар не успевает причинить вред, поскольку эксперимент длится доли секунды.

Тем же эффектом можно объяснить и, казалось бы, противоположную ситуацию, когда человек наливает в ладонь жидкий азот или (о ужас!!!) отхлёбывает его из СОСУДА ДЬЮАРА, а потом выплёвывает. Казалось бы, мы по иностранным фильмам знаем, что простой смертный должен сразу же промёрзнуть насквозь, а потом разлететься на куски. Ан нет, оказывается, при соприкосновении с кожей происходит мгновенное испарение азота и возникает прослойка газа, которая тоже защищает ткани, но теперь уже от низких температур. Правда, здесь руки мочить не нужно.

В общем, если у вас есть утюг, но нет возможности измерить температуру его поверхности, попробуйте просто плюнуть на её. Если капля прилипнет, значит, меньше 193 °C, если зашипит и убежит - больше.

Наука
7 млн интересуются