بررسی اثر لیدنفراست

اثر لیدنفراست ، که به عنوان جوش فیلم نیز شناخته می‌شود، زمانی اتفاق می‌افتد که یک مایع با ماده جامدی که در دمای بسیار بالاتر از نقطه جوش مایع قرار دارد، تماس پیدا می‌کند. پس از تماس، لایه ای از بخار بین سطح مشترک مایع و جامد تشکیل می شود و مانعی بین این دو ایجاد می کند. نمونه‌های زیادی از این پدیده وجود دارد، از چیزی که ممکن است در آشپزخانه‌تان دیده باشید (رقص آب در یک تابه) گرفته تا چیزهایی که نباید در خانه امتحان کنید (آغشته کردن دست به گلدان سرب مذاب). بیایید نگاهی به این نمونه های مختلف از اثر لیدنفراست بیندازیم و نحوه کارکرد آن را بررسی کنیم.

اثر لیدنفراست توضیح داده شد

فرآیند جوشیدن فیلم به دکتر و الهیدان یوهان گوتلوب لیدنفراست (1715-1794) نسبت داده می شود که برای اولین بار این اثر را در دست نوشته ای با عنوان رساله ای درباره برخی از کیفیت های آب معمولی توصیف کرد.. رایج‌ترین اثر لیدنفراست را می‌توان در آشپزخانه پیدا کرد، زمانی که یک قطره آب روی یک ماهیتابه داغ قرار می‌گیرد. اگر تابه تا نقطه لیدنفراست (حدود 200 درجه سانتیگراد) گرم شود، آب آنقدر سریع تبخیر می شود که لایه نازکی از بخار بین ظرف و قطره آب تشکیل می شود و از آب در برابر تشت داغ محافظت می کند. بخار همچنین باعث می شود که قطرات آب در تابه “رقص” کند زیرا بخار آن را به جهات مختلف می راند. این قطره البته در مدت زمان معینی تبخیر می‌شود، اما به طور قابل‌توجهی بیشتر از زمانی که تابه تا دمای بالاتر از نقطه جوش، اما زیر نقطه لیدنفراست گرم شود، طول می‌کشد.

قطره لیدنفراست منبع تصویر: Vystrix Nexoth در ویکی‌پدیای انگلیسی زبان .

نمایش اثر لیدنفراست

در حالی که دیدن یک قطره آب در حال رقص در اطراف یک تابه نمونه مناسبی از اثر Leidenfrost است، تظاهرات دیگری در وب وجود دارد که کمی هیجان‌انگیزتر و سرگرم‌کننده‌تر هستند. اینها شامل چسباندن دست به سطل سرب مذاب یا نیتروژن مایع و حتی فرستادن قطرات آب از طریق پیچ و خم فلزی است.

همانطور که در قسمتی از MythBusters (قسمت 136: “Mini Myth Mayhem” مشاهده شد، می توانید دست خود را در یک سطل آب و سپس در یک سطل سرب مذاب فرو کنید. اگر به درستی انجام شود، دست شما آسیبی نخواهد دید. همانطور که در مورد نمونه ماهیتابه ای که در بالا توضیح دادم، اگر تا دمای کافی بالا گرم شود، آب تبخیر می شود و به لایه ای از بخار تبدیل می شود که مانعی بین دست شما و سرب ایجاد می کند و برای مدت کوتاهی از دست شما در برابر سوختن محافظت می کند. برعکس، در نیتروژن مایع دست خود را مثال بزنیدالبته به طور نسبی شیء “درجه حرارت بالا” است. با دمای جوش نیتروژن مایع 195.8- درجه سانتیگراد، هنگامی که دست شما در دمای 37 درجه سانتیگراد در آن فرو می‌رود، بخار عایق تشکیل می‌شود. برای هر دوی این نمونه ها، حفاظت کوتاه مدت است و دست باید فوراً از مایعات خارج شود تا آسیب نبیند. (با این حال، من به شما توصیه نمی کنم این را در خانه امتحان کنید.)

اکنون به نمایش مورد علاقه من از اثر Leidenfrost می پردازیم که نسبت به نمونه های قبلی خطرناک تر است اما خلاقانه تر است. هنگامی که یک قطره آب روی یک سطح داغ با برجستگی قرار می گیرد، قطره به جای رقصیدن در یک جهت خطی حرکت می کند. در دانشگاه باث، واقع در بریتانیا، دو دانشجو از این دانش برای هدایت قطرات آب از طریق آنچه که ماز Leidenfrost نامیده می‌شوند، استفاده کردند . شما می توانید ویدیوی آنها را اینجا ببینید .

بیشتر خواندن

برای کاربرد عملی تر و مطالعه اثر لیدنفراست، پست وبلاگ قبلی من را در مورد جزئیات یک کیسه فلزی داغ که در حمام روغن خنک می شود، بررسی کنید .