Néhány hűvös Leidenfrost-effektus tudományos bemutató, amelyet meg lehet próbálni

A Leidenfrost-effektus Johann Gottlob Leidenfrost-nak nevezték el, aki a jelenséget a Pálya a közös víz bizonyos tulajdonságairól 1796-ban.

A Leidenfrost effektusban egy olyan felület közelében lévő folyadék, amely sokkal melegebb, mint a folyadék forráspontja Ha egy pont gőzréteget állít elő, amely szigeteli a folyadékot és fizikailag elválasztja a folyadékot felület.

Lényegében annak ellenére, hogy a felület sokkal melegebb, mint a forráspont a folyadékból elgözölög lassabban, mint ha a felület a forráspont közelében lenne. A folyadék és a felület közötti gőz megakadályozza a kettő közvetlen érintkezését.

Nem könnyű pontosan meghatározni azt a pontos hőmérsékletet, amelyen a Leidenfrost-effektus megjelenik - a Leidenfrost-pont. Ha egy csepp folyadékot helyez fel egy olyan felületre, amely hidegebb, mint a folyadék forráspontja, a csepp kiszorul és felmelegszik. A forráspontnál a csepp sziszeghet, de a felszínen ül és gőzzé forr.

A forráspontnál magasabb ponton a folyadékcsepp éle azonnal elpárolog, és a folyadék fennmaradó részét az érintkezéstől párnázza. A hőmérséklet számos tényezőtől függ, többek között légköri nyomás, a csepp térfogata és a folyadék felületi tulajdonságai.

A víz Leidenfrost-pontja körülbelül a forráspontjának kétszerese, de ez az információ nem használható fel a többi folyadék Leidenfrost-pontjának megjósolására. Ha a Leidenfrost effektus demonstrálását végzi, akkor a legjobb fogadás az, hogy egy felületet használjon sokkal melegebb, mint a folyadék forráspontja, így biztos lehet benne, hogy elég meleg.

A Leidenfrost-hatás bemutatására számos módszer létezik. A leggyakoribb a víz, a folyékony nitrogén és az olvadt ólom bemutatója.

A Leidenfrost-hatás bemutatásának legegyszerűbb módja az, ha vízcseppek forró főzőlapra vagy égőre pisernek. Ebben az esetben a Leidenfrost effektus gyakorlati alkalmazást élvez. Használhatja annak ellenőrzéséhez, hogy a serpenyő elég meleg-e ahhoz, hogy főzéshez felhasználható legyen, anélkül, hogy kockáztatná a receptjét egy túl hideg serpenyőben!

Csak annyit kell tennie, hogy felmelegíti a serpenyőt vagy az égőt, merítse a kezét a vízbe, és megszórja az edényt vízcseppekkel. Ha az edény elég meleg, a vízcseppek elcsúsznak az érintkezési ponttól. Ha az edény hőmérsékletét szabályozza, akkor ezt a demonstrációt a Leidenfrost pont szemléltetésére is felhasználhatja.

A vízcseppek lehűlnek egy hűvös serpenyőn. A forráspont közelében 100 ° C vagy 212 ° F hőmérsékleten laposak és felforrnak. A cseppek addig viselkednek, amíg el nem éri a Leidenfrost pontot. Ezen a hőmérsékleten és magasabb hőmérsékleten megfigyelhető a Leidenfrost hatás.

A Leidenfrost effektus bemutatásának legegyszerűbb és legbiztonságosabb módja folyékony nitrogén az, hogy kis mennyiségű anyagot öntsön egy felületre, például egy padlóra. Bármely szobahőmérsékletű felület jóval a nitrogén Leidenfrost-pontja felett van, amelynek forráspontja –195,79 ° C vagy –320,33 ° F. A felületen nitrogéncseppek cseppek, hasonlóan a vízcseppekhez egy forró serpenyőn.

Ennek a demonstrációnak egy változata az, hogy egy csésze folyékony nitrogént dob ​​a levegőbe. Ez megtehető a közönség körében, bár általában bölcs dolog ezt a demonstrációt gyermekeknek elvégezni, mivel a fiatal nyomozók előfordulhat, hogy a demonstrációt eszkalálják. Egy csésze folyékony nitrogén a levegőben rendben van, de egy csésze vagy annál nagyobb mennyiség, amelyet közvetlenül egy másik személyre dobnak, súlyos égési sérüléseket vagy egyéb sérüléseket okozhat.

Kockázatosabb demonstráció az, ha kis mennyiségű folyékony nitrogént helyezünk a szájába, és kifújjuk a folyékony nitrogéngőzök fújását. A Leidenfrost hatás itt nem látható - ez védi a szájban lévő szöveteket a károsodásoktól. Ez a demonstráció biztonságosan elvégezhető, de van egy kockázati elem, mivel a folyékony nitrogén lenyelése végzetesnek bizonyulhat.

A nitrogén nem mérgező, de elpárologtatása óriási gázbuborékot eredményez, amely képes a szövetek repedésére. A hideg okozta szövetkárosodás nagy mennyiségű folyékony nitrogén lenyelése következhet be, de az elsődleges kockázatot a nitrogén párolgási nyomása okozza.

A Leidenfrost hatás folyékony nitrogéntartalmának egyikét sem szabad gyermekeknek elvégezni. Ezek csak felnőtteknek szóló demonstrációk. A baleset veszélye miatt senki sem hajlandó elnyelni a falat folyékony nitrogént. Láthatja azonban, hogy megtörtént, és biztonságosan és káros módon is meg lehet csinálni.

A kéz olvadt ólomba helyezése a Leidenfrost hatás bizonyítéka. Itt van, hogyan kell csinálni, és ne égessék el!

A beállítás nagyon egyszerű. A tüntetõ beitatja a kezét vízzel, és belemeríti az olvadt ólomba, és azonnal ki.

Az ólom olvadáspontja 327,46 ° C vagy 621,43 ° F. Ez jóval meghaladja a víz Leidenfrost pontját, mégsem annyira meleg, hogy egy nagyon rövid szigetelt expozíció a szövetet megégetje. Ideális esetben összehasonlítható azzal, hogy egy serpenyőt egy nagyon forró kemencéből forró pad segítségével távolít el.

Ezt a demonstrációt nem szabad gyerekeknek végrehajtaniuk. Fontos, hogy az ólom éppen az olvadáspont felett legyen. Szintén tartsa szem előtt az ólom mérgező. Ne olvassa el az ólmot a konyhai eszközök használatával. A demonstráció elvégzése után nagyon alaposan mosson kezet. Bármely bőr, amelyet víz nem védett megégetik.

Személy szerint azt javaslom, hogy merítsen egyetlen nedvesített ujjat a vezetékbe, és ne az egész kezét a kockázat minimalizálása érdekében. Ez a demonstráció biztonságosan elvégezhető, de kockázatot jelent, és valószínűleg teljesen el kell kerülni. A MythBusters televíziós show 2009. évi "Mini Myth Mayhem" epizódja ezt a hatást meglehetősen szépen demonstrálja, és helyénvaló lenne a hallgatók számára megmutatni.