Nekoliko hladnih znanstvenih demonstracija s efektom leidenfrost-a koje treba pokušati

Efekt Leidenfrost nazvan je po Johannu Gottlobu Leidenfrost, koji je opisao taj fenomen u Traktat o nekim kvalitetama obične vode 1796. godine.

U Leidenfrost efektu, tekućina u blizini površine koja je mnogo toplija nego što teče točka će proizvesti sloj pare koji izolira tekućinu i fizički je odvaja od površinski.

U osnovi, iako je površina mnogo toplija od površine vrelište tekućine, to isparava sporije nego ako je površina blizu točke ključanja. Para između tekućine i površine sprečava da ta dva kontakta dođu u neposredan dodir.

Nije lako utvrditi točnu temperaturu u kojoj djeluje Leidenfrost efekt - Leidenfrost točka. Ako kapljicu tekućine stavite na hladniju površinu od vrelišta tekućine, kap će se spljoštiti i zagrijati. Na mjestu ključanja kap može zazviždati, ali sjedit će na površini i prokuhati u paru.

U nekom trenutku većem od točke ključanja, rub tekućine odmah isparava, ublažujući ostatak tekućine iz kontakta. Temperatura ovisi o mnogim čimbenicima, uključujući

Točka vode Leidenfrost za vodu je otprilike dvostruka njezina vrelišta, ali ta se informacija ne može upotrijebiti za predviđanje Leidenfrost točke za ostale tekućine. Ako izvodite demonstraciju Leidenfrost efekta, najbolje je kladiti se na površinu koja je mnogo toplije od vrelišta tekućine, pa ćete biti sigurni da je dovoljno vruće.

Postoji nekoliko načina za demonstriranje Leidenfrost efekta. Demonstracije vodom, tekućim dušikom i otopljenim olovom najčešći su.

Najjednostavniji način demonstriranja Leidenfrost efekta je posipanje kapljica vode na vruću tavu ili plamenik. U ovom slučaju efekt Leidenfrost ima praktičnu primjenu. Možete je provjeriti je li tava dovoljno vruća da se može koristiti za kuhanje, a da ne riskirate svoj recept na previše hladnoj tavi!

Sve što trebate učiniti je zagrijati tavu ili plamenik, umočiti ruku u vodu i posudu posuti kapljicama vode. Ako je tava dovoljno vruća, kapljice vode će nestati od mjesta kontakta. Ako kontrolirate temperaturu tave, možete koristiti ovu demonstraciju i za ilustriranje Leidenfrost točke.

Na hladnoj tavi istopit će se kapljice vode. Oni će se spljostiti u blizini vrelišta na 100 ° C ili 212 ° F i prokuhati. Kapljice će se nastaviti ponašati na ovaj način sve dok ne dođete do točke Leidenfrost. Pri toj temperaturi i višim temperaturama može se primijetiti Leidenfrost efekt.

Najlakši i najsigurniji način demonstriranja učinka Leidenfrost s tekući dušik je izliti malu količinu površine na pod, poput poda. Bilo koja površina sobne temperature znatno je iznad Leidenfrost točke dušika, koja ima vrelište -195,79 ° C ili -320,33 ° F. Kapljice dušika klizaju po površini, slično kapljicama vode na vrućoj tavi.

Varijacija ove demonstracije je bacanje šalice tekućeg dušika u zrak. To se može učiniti preko publike, mada općenito se smatra bezobraznim izvoditi ovu demonstraciju za djecu, jer mladi istražitelji možda žele eskalirati demonstraciju. Šalica tekućeg dušika u zraku je u redu, ali šalica ili veća količina bačena izravno na drugu osobu može rezultirati ozbiljnim opekotinama ili drugim ozljedama.

Rizičnija demonstracija je stavljanje male količine tekućeg dušika u nečija usta i ispuhavanje ispuha tekuće dušične pare. Ovdje se ne vidi efekt Leidenfrosta - ono štiti tkivo u ustima od oštećenja. Ova se demonstracija može izvesti sigurno, ali postoji element rizika jer bi unos tekućeg dušika mogao biti koban.

Dušik nije toksičan, ali njegovom isparavanjem nastaje ogroman plinski mjehurić, sposoban da raspadne tkivo. Oštećenje tkiva od hladnoće moglo bi proizaći iz gutanja velike količine tekućeg dušika, no primarni rizik jest pritisak isparavanja dušika.

Nijednu demonstraciju tekućeg dušika o Leidenfrost efektu djeca ne bi trebala izvoditi. Ovo su demonstracije samo za odrasle. Unos tekućeg dušika za svakoga odvraća mogućnost potencijalne nesreće. Međutim, vi ćete to vidjeti kako se radi i to se može učiniti sigurno i bez štete.

Stavljanje ruke u topljeni olovo demonstracija je Leidenfrost efekta. Evo kako to učiniti i ne izgorjeti!

Postavljanje je prilično jednostavno. Demonstranti vodom navlače ruku i uranjaju je u rastopljeni olovo i odmah.

Točka taljenja olova je 327,46 ° C ili 621,43 ° F. To je znatno iznad točke Leidenfrost za vodu, a opet nije toliko vruće da bi vrlo kratko izolirano izlaganje izgaralo tkivo. U idealnom slučaju, to je usporedivo s uklanjanjem tave iz vrlo vruće peći pomoću vrućeg jastučića.

Ovu demonstraciju djeca ne bi trebala izvoditi. Važno je da se olovo nalazi odmah iznad točke taljenja. Također, imajte na umu olovo je toksično. Nemojte rastopiti olovo upotrebom posuđa. Operite ruke vrlo temeljito nakon izvođenja ove demonstracije. Svaka koža koja nije zaštićena vodom bit će spaljena.

Osobno bih preporučio da umočite jedan vlažni prst u cijev, a ne cijelu ruku kako bi se rizik smanjio. Ova se demonstracija može izvoditi sigurno, ali podrazumijeva rizik i vjerojatno ju je potrebno izbjegavati u cjelini. Emisija 'Mini Myth Mayhem' iz 2009. godine televizijske emisije MythBusters pokazuje ovaj efekt vrlo lijepo i bilo bi prikladno pokazati studentima.