Leidenfrosto efekto demonstracijos
Yra keletas būdų, kaip parodyti Leidenfrost efektą. Čia yra Leidenfrost efekto paaiškinimas ir atlikimo instrukcijosmokslo demonstracijossu vandeniu, skystu azotu ir švinu.
Leidenfrosto efekto demonstracijos
Vystrix Nexoth' id='mntl-sc-block-image_2-0-1' /> Vystrix Nexoth
Leidenfrosto efektas pavadintas Johanno Gottlobo Leidenfrosto vardu, kuris aprašė šį reiškinį 2012 m Traktas apie kai kurias paprastojo vandens savybes 1796 m .
Leidenfrost efekto atveju skystis, esantis arti paviršiaus, kuris yra daug karštesnis nei skysčio virimo temperatūra, sukurs garų sluoksnį, kuris izoliuoja skystį ir fiziškai atskiria jį nuo paviršiaus.
Iš esmės, net jei paviršius yra daug karštesnis nei virimo taškas skysčio, taiišgaruojalėčiau nei tuo atveju, jei paviršius būtų netoli virimo temperatūros. Garai tarp skysčio ir paviršiaus neleidžia jiems tiesiogiai liestis.
Leidenfrost Point
Nelengva nustatyti tikslią temperatūrą, kuriai esant pasireiškia Leidenfrost efektas – Leidenfrost taškas. Jei lašą skysčio padėkite ant paviršiaus, kuris yra vėsesnis nei skysčių virimo temperatūra, lašas išsilygins ir įkais. Virimo temperatūroje lašas gali šnypšti, bet atsisės ant paviršiaus ir išvirs į garus.
Tam tikru momentu, aukštesnėje už virimo temperatūrą, skysčio lašo kraštas akimirksniu išgaruoja, suminkštindamas likusią skysčio dalį nuo sąlyčio. Temperatūra priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant Atmosferos slėgis , lašelio tūris ir skysčio paviršiaus savybės.
Vandens Leidenfrost taškas yra maždaug du kartus didesnis už virimo temperatūrą, tačiau ši informacija negali būti naudojama kitų skysčių Leidenfrost taškui numatyti. Jei demonstruojate Leidenfrost efektą, geriausia būtų naudoti tokį paviršių daug karštesnė nei skysčio virimo temperatūra, todėl būsite tikri, kad jis pakankamai karštas.
Yra keletas būdų, kaip parodyti Leidenfrost efektą. Dažniausios demonstracijos su vandeniu, skystu azotu ir išlydytu švinu.
Vanduo ant karštos keptuvės – Leidenfrost efekto demonstracija
Cryonic07 / Creative Commons licencija' id='mntl-sc-block-image_2-0-11' /> Cryonic07 / Creative Commons licencija
Paprasčiausias būdas pademonstruoti Leidenfrost efektą – apšlakstyti vandens lašeliais ant karštos keptuvės ar degiklio. Šiuo atveju Leidenfrost efektas yra praktiškai pritaikytas. Galite naudoti jį norėdami patikrinti, ar keptuvė pakankamai karšta, kad ją būtų galima gaminti, nerizikuodami savo receptu ant per vėsios keptuvės!
Kaip tai padaryti
Tereikia įkaitinti keptuvę ar degiklį, įmerkti ranką į vandenį ir pabarstyti keptuvę vandens lašeliais. Jei keptuvė pakankamai karšta, vandens lašeliai nuslys nuo sąlyčio taško. Jei kontroliuojate keptuvės temperatūrą, galite naudoti šią demonstraciją, kad parodytumėte ir Leidenfrost tašką.
Vandens lašai išsilygins ant vėsios keptuvės. Jie suplokštės netoli virimo temperatūros 100 °C arba 212 °F temperatūroje ir užvirs. Lašai ir toliau elgsis taip, kol pasieksite Leidenfrost tašką. Esant tokiai ir aukštesnei temperatūrai, pastebimas Leidenfrost efektas.
Skysto azoto Leidenfrost Effect Demos
Davidas Monniaux
Lengviausias ir saugiausias būdas parodyti Leidenfrost efektą su skystas azotas yra išpilti nedidelį jo kiekį ant paviršiaus, pavyzdžiui, grindų. Bet kurio kambario temperatūros paviršius gerokai viršija azoto Leidenfrost tašką, kurio virimo temperatūra yra –195,79 °C arba –320,33 °F. Azoto lašeliai sklinda per paviršių, panašiai kaip vandens lašeliai ant karštos keptuvės.
Šios demonstracijos variantas yra išmesti puodelį skysto azoto į orą. Tai gali būti daroma per auditoriją, nors paprastai manoma, kad neprotinga rengti šią demonstraciją vaikams, nes jaunieji tyrėjai gali norėti demonstraciją eskaluoti. Puodelis skysto azoto ore yra gerai, tačiau puodelis ar didesnis kiekis, išmestas tiesiai į kitą asmenį, gali sukelti rimtų nudegimų ar kitų sužalojimų.
Burnelis skysto azoto
Rizikingesnė demonstracija – į burną įdėti nedidelį kiekį skysto azoto ir išpūsti skysto azoto garus. Leidenfrost efekto čia nesimato – jis apsaugo burnos audinius nuo pažeidimų. Šį demonstravimą galima atlikti saugiai, tačiau yra tam tikras pavojus, nes skysto azoto nurijimas gali būti mirtinas.
Azotas nėra toksiškas, tačiau jį išgaruojant susidaro milžiniškas dujų burbulas, galintis suardyti audinius. Audiniai dėl šalčio gali būti pažeisti prarijus didelį skystojo azoto kiekį, tačiau pagrindinis pavojus kyla dėl azoto garavimo slėgio.
Saugos pastabos
Vaikai neturėtų demonstruoti Leidenfrost efekto skysto azoto demonstravimo. Tai tik suaugusiems skirtos demonstracijos. Dėl galimo nelaimingo atsitikimo nerekomenduojama gerti skysto azoto. Tačiau galite pamatyti, kaip tai padaryta, ir tai gali būti padaryta saugiai ir be žalos.
Išlydyto švino Leidenfrost efekto demonstravimas
Alchemikas-hp
Rankos įkišimas į išlydytą šviną yra Leidenfrost efekto demonstravimas. Štai kaip tai padaryti ir nesudeginti!
Kaip tai padaryti
Sąranka yra gana paprasta. Demonstracijos dalyvis sušlapina ranką vandeniu ir įmerkia ją į išlydytą šviną ir iš karto iš jo.
Kodėl tai veikia
Švino lydymosi temperatūra yra 327,46 °C arba 621,43 °F. Tai gerokai viršija vandens Leidenfrost tašką, tačiau nėra taip karšta, kad labai trumpas izoliuotas poveikis sudegintų audinius. Idealiu atveju tai prilygsta keptuvės išėmimui iš labai karštos orkaitės naudojant karštą padėklą.
Saugos pastabos
Šios demonstracijos neturėtų atlikti vaikai. Svarbu, kad švinas būtų kiek aukščiau lydymosi temperatūros. Be to, turėkite omenyje švinas yra toksiškas . Netirpinkite švino naudodami indus. Atlikę šią demonstraciją, labai kruopščiai nusiplaukite rankas. Bet kuri oda, kuri nėra apsaugota nuo vandens bus sudegintas .
Asmeniškai aš rekomenduočiau panardinti į laidą vieną sušlapintą pirštą, o ne visą ranką, kad sumažintumėte riziką. Šį demonstravimą galima atlikti saugiai, tačiau jis yra susijęs su rizika ir tikriausiai jo reikėtų vengti. 2009 m. televizijos laidos „MythBusters“ serija „Mini mitų maištas“ šį efektą demonstruoja gana gražiai ir būtų tinkama parodyti studentams.