Dažas atdzist Leidenfrost efektu zinātnes demonstrācijas, kuras izmēģināt

Leidenfrost efekts nosaukts Johann Gottlob Leidenfrost, kurš šo fenomenu aprakstīja Traktāts par dažām parasto ūdens īpašībām 1796. gadā.

Leidenfrosta efektā šķidrums virsmas tuvumā, kas ir daudz karstāka nekā šķidruma viršanas temperatūra punkts radīs tvaika slāni, kas izolē šķidrumu un fiziski atdala to no virsma.

Būtībā, kaut arī virsma ir daudz karstāka nekā vārīšanās punkts šķidruma, tas iztvaiko lēnāk nekā tad, ja virsma būtu tuvu viršanas temperatūrai. Tvaiki starp šķidrumu un virsmu neļauj abiem nonākt tiešā saskarē.

Nav viegli noteikt precīzu temperatūru, kurā tiek izmantots Leidenfrost efekts - Leidenfrost punkts. Ja jūs novietosit pilienu šķidruma uz virsmas, kas ir vēsāka par šķidrumu viršanas temperatūru, piliens izlīdzināsies un sakarst. Viršanas temperatūrā piliens var svilpt, bet tas sēdēs virspusē un vārās tvaikos.

Kādā brīdī, kas ir augstāks par viršanas temperatūru, šķidruma piliena mala uzreiz iztvaiko, pasliktinot atlikušo šķidrumu no saskares. Temperatūra ir atkarīga no daudziem faktoriem, ieskaitot

Ūdens Leidenfrosta punkts ir aptuveni divas reizes lielāks par tā viršanas temperatūru, bet šo informāciju nevar izmantot, lai prognozētu Leidenfrostas punktu citiem šķidrumiem. Ja jūs demonstrējat Leidenfrost efektu, vislabāk derēs izmantot virsmu, kas ir daudz karstāks par šķidruma viršanas temperatūru, tāpēc būsit pārliecināts, ka tas ir pietiekami karsts.

Ir vairāki veidi, kā parādīt Leidenfrost efektu. Visizplatītākās ir demonstrācijas ar ūdeni, šķidru slāpekli un izkausētu svinu.

Vienkāršākais veids, kā parādīt Leidenfrosta efektu, ir uzkarst ūdens pilienus uz karstas trauka vai degļa. Šajā gadījumā Leidenfrost efekts ir praktiski pielietojams. Jūs varat to izmantot, lai pārbaudītu, vai panna ir pietiekami karsta, lai to varētu izmantot ēdiena gatavošanai, neriskējot ar savu recepti uz pārāk vēsa panna!

Viss, kas jums jādara, ir sildīt pannu vai degli, iemērciet roku ūdenī un apkaisa pannu ar ūdens pilieniem. Ja panna ir pietiekami karsta, ūdens pilieni no kontakta vietas izdalīsies. Ja jūs kontrolējat trauka temperatūru, šo demonstrāciju varat izmantot, lai ilustrētu arī Leidenfrosta punktu.

Ūdens pilieni izlīdzināsies uz vēsas pannas. Tās saplacinās tuvu viršanas temperatūrai 100 ° C vai 212 ° F un vārās. Pilieni turpinās izturēties šādā veidā, līdz jūs sasniegsiet Leidenfrost punktu. Šajā temperatūrā un augstākā temperatūrā ir novērojams Leidenfrost efekts.

Vienkāršākais un drošākais veids, kā demonstrēt Leidenfrost efektu šķidrais slāpeklis ir izliet nelielu daudzumu tā uz virsmas, piemēram, grīdas. Jebkura istabas temperatūras virsma ir daudz virs slāpekļa Leidenfrosta punkta, kura viršanas temperatūra ir –195,79 ° C vai –320,33 ° F. Slāpekļa pilienu pilieni pa visu virsmu, līdzīgi kā ūdens pilieni uz karstas pannas.

Šīs demonstrācijas variācija ir izmest gaisā glāzi glāzes šķidrā slāpekļa. To var izdarīt vairāk nekā auditorija, lai gan šo demonstrāciju bērniem parasti nav prātīgi veikt, jo jaunie izmeklētāji var vēlēties demonstrāciju izvērst. Kauss ar šķidru slāpekli gaisā ir labs, bet tasīte vai lielāks daudzums, kas izmests tieši citai personai, var izraisīt nopietnus apdegumus vai citus ievainojumus.

Riskantāka demonstrācija ir ievietot mutē nelielu daudzumu šķidrā slāpekļa un izpūst šķidrā slāpekļa tvaika tvertnes. Leidenfrost efekts šeit nav redzams - tas ir tas, kas aizsargā audus mutē no bojājumiem. Šo demonstrāciju var veikt droši, taču pastāv risks, jo šķidrā slāpekļa uzņemšana var izrādīties liktenīga.

Slāpeklis nav toksisks, bet tā iztvaikošana rada milzu gāzes burbuli, kas spēj sagraut audus. Aukstuma audu bojājumus var izraisīt liela daudzuma šķidrā slāpekļa uzņemšana, taču galveno risku rada slāpekļa iztvaikošanas spiediens.

Neviens no Leidenfrost efekta šķidrā slāpekļa demonstrējumiem nav jāveic bērniem. Tās ir tikai pieaugušajiem paredzētas demonstrācijas. Nevienam nevēlieties kumoss šķidrā slāpekļa, jo tas var izraisīt negadījumu. Tomēr jūs varat redzēt, ka tas ir izdarīts, un to var izdarīt droši un bez kaitējuma.

Rokas ievietošana kausētajā svina ir Leidenfrost efekta demonstrācija. Lūk, kā to izdarīt un kā nesadedzināt!

Iestatīšana ir diezgan vienkārša. Demonstrētājs noslauka roku ar ūdeni un iemērc to izkausētajā svina iekšpusē un tūlīt no tā.

Svina kušanas temperatūra ir 327,46 ° C vai 621,43 ° F. Tas atrodas tālu virs Leidenfrosta ūdens līmeņa, tomēr nav tik karsts, lai ļoti īsa izolēta iedarbība sadedzinātu audus. Ideālā gadījumā tas ir salīdzināms ar trauka noņemšanu no ļoti karstas krāsns, izmantojot karstu paliktni.

Šo demonstrāciju nevajadzētu veikt bērniem. Ir svarīgi, lai svins būtu tieši virs tā kušanas punkta. Arī paturiet prātā svins ir toksisks. Neizkausējiet svinu, izmantojot virtuves traukus. Pēc šīs demonstrācijas veikšanas ļoti rūpīgi nomazgājiet rokas. Jebkura āda, kas nav aizsargāta ar ūdeni tiks sadedzināts.

Personīgi es ieteiktu iemērkt vienu samitrinātu pirkstu svina formā, nevis visu roku, lai mazinātu risku. Šo demonstrāciju var veikt droši, taču tā ir saistīta ar risku, no kuras droši vien vajadzētu pilnīgi izvairīties. Televīzijas šova MythBusters 2009. gada filmas "Mini Myth Mayhem" epizode šo efektu demonstrē diezgan labi, un to būtu lietderīgi parādīt studentiem.