莱顿弗罗斯特效应

荷兰植物学家赫尔曼博尔哈韦于1732年首次发现了莱顿弗罗斯特效应。此后,在1756年,德国医生约翰戈特洛布莱登弗罗斯特进行了更深入的研究,并将其记录在《关于普通水的一些性质的论文集》一文中。

当液体与远远超过液体沸点的物体接触时(物体的温度高于液体的莱顿霜点),液体将剧烈沸腾,在液体表面产生一层蒸汽,将液体与高温物体分离(薄膜沸腾)。由于蒸汽层的导热性差,实现了隔热效果(蒸汽隔热层),从而使液体能够长时间储存。同时,由于蒸汽的隔热层不均匀,蒸汽将以不同的速度逸出,产生驱动力来移动液滴。

莱顿弗罗斯特效应

莱顿弗罗斯特效应特点:发生莱顿弗罗斯特效应的最低温度,其大小与液体的类型和成分等因素有关。

当莱顿弗罗斯特效应发生时,液滴在热平面上形成勺状,而蒸汽在液体下不断产生。这个过程被称为薄膜沸腾。

生活中的莱顿霜冻现象

具有莱顿弗罗斯特效应的煎蛋

在购买平底锅时,一些销售人员会卖给你“无涂层不粘锅”,并用非煎鸡蛋来展示。如果你不理解雷登弗罗斯特效应和不粘锅的原理,你很容易被愚弄,因为普通的铁锅也可以用来做不煎鸡蛋(和销售人员展示的效果一样)。下面的视频将展示在一个普通的铁锅里没有油的煎鸡蛋。

非专业人士,不要模仿

原则:在加入鸡蛋之前,将铁锅加热到水的雷登弗罗斯特点以上的温度。鸡蛋倒入锅内后,当鸡蛋接触铁锅时,鸡蛋下表面的水会剧烈蒸发,形成一层水蒸气,将鸡蛋从高温铁锅中分离出来,并保持这种状态直到鸡蛋煮熟,它们不会粘在锅上。

“火仪式”中的莱顿霜效应

“火祭”是一些少数民族的特殊习俗。战士们会赤足在炽热的木炭上奔跑,但是在他们完成仪式后,他们踩在灼热的木炭上的脚仍然完好无损,这也包含了莱顿弗罗斯特效应。这是怎么回事?

原理:烧红的木炭的温度超过莱顿弗罗斯特的冰点。因此,当脚接触烧红的木炭时,脚表面的水(或汗)迅速产生水蒸气,在脚的下表面形成气垫,从而阻止脚与高温木炭直接接触。战士们可以安全地在短时间内穿过高温区域。

《论普通水的性质》(流言终结者)也在程序中使用了莱顿冰霜效果,试图弄湿手,并把它们放入熔化的铅中,然后快速取出,但是手没有受伤。原则与“点火仪式”相同。

《液氮挑战》中的莱顿弗罗斯特效应

“液氮挑战”的灵感来自“冰桶挑战”。“液氮挑战”的参与者将液氮从地面上推倒,挑战结束后参与者保持完整。延伸到液氮中的树枝会很快被冻结,而那些参加“液氮挑战”的树枝不会被冻结,这也包含了雷登弗罗斯特效应。

原理:人体表面温度高于液氮的莱顿霜点。当液氮接触人体时,会剧烈沸腾,形成一层液氮蒸气,阻止人体将热量转化为液氮,在短时间内不会对人体造成伤害。

生活中有比这些更多的现象包含着雷登弗罗斯特效应。只要你用你敏锐的眼睛去观察,用你勤奋的头脑去思考,你就能找到它们!

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