При температурі вище 193°C (379°F) з водою у вазі відбувається щось чарівне.
Так званий ефект Лейденфроста, коли ви розбризкуєте воду на гарячу поверхню, краплі спливають над поверхнею на шарі пари. Вони продовжують крутитися на мить або дві довше, ніж були б, якби вони були при нижчій температурі (але все ще вище кипіння), і ковзають по сковороді, перш ніж випаруватися.
Це відбувається з усіма різними типами рідин, якщо температура значно вище точки кипіння кожної окремої рідини. Але дослідники виявили щось ще цікавіше – цей ефект може виникнути навіть між двома краплями різних рідин, змушуючи їх відбиватися одна від одної.
Команда дослідників на чолі з першим автором, фізиком з Університету Пуебла, Феліпе Пачеко Васкесом, досліджувала такі рідини, як вода, етанол, метанол, хлороформ і формамід, і проаналізував, чи дві краплі з кожної групи рідин негайно «об’єднаються» в одну краплю або відскочуть послідовно (відскочити одна від одної кілька разів).
Вони зробили це, використовуючи невелику металеву пластину з невеликим внутрішнім нахилом і нагрівши її до 250°, що було значно вище будь-якої з точок кипіння рідини (що коливалося від 50°C для ацетону до 146°C у лабораторних формаміді). ).
Потім велику краплю однієї рідини додали до маленької краплі, пофарбованої в синій колір, і вони спостерігали, що відбувається. Деякі — коли обидві краплі були одного типу рідини або рідини з подібними температурами кипіння — злилися миттєво, як тільки вони ковзали одна в одну в найнижчій точці на пластині.
Інші не поспішали об’єднатися. Вони були дуже схожі на маленьку краплю, що відскакує від великої. Ви можете побачити це між етанолом (маленька крапля) і водою (велика крапля) нижче на відео:
https://www.youtube.com/watch?v=sqWzhzhAE8o
«Пряме злиття триває кілька мілісекунд і спостерігається переважно в краплях однієї і тієї ж рідини (наприклад, вода-вода) або рідин подібних властивостей (наприклад, етанол-ізопропанол)». Команда пише на новому папері.
«Навпаки, краплі з великими відмінностями у властивостях (наприклад, вода-етанол або вода-ацетонітрил) продовжують відскакувати протягом кількох секунд або навіть хвилин, оскільки вони випаровуються до критичного розміру, щоб зрештою злитися».
Зрештою, після того, як рідина, яка випаровується швидше, скорочується до певного об’єму, дві краплі з’єднуються, а потім «вибухають» – у вас ковзає трохи більша суміш рідин, а не дві.
З таблиці нижче можна побачити, чи будь-яка з двох рідин об’єдналася (c), відскочила (r), змішала обидві (c / r) або в особливих випадках залишилася як окремі фази, оскільки їх не можна було змішати (x ) .
Результат зіткнення двох крапель Leidenfrost. (Пачеко Васкес та ін., PRL, 2021)
Команда припускає, що цей відскок насправді є «потрійним ефектом Лейденфроста», при якому краплі не тільки потрапляють в ізоляційний шар пари з поверхні гарячої плити, але й між двома краплями.
«Динаміка відскоку виникає тому, що краплі не тільки перебувають у стані Лейденфроста з субстратом, вони також відчувають ефект Лейденфросту між собою в момент удару», Команда пише.
«Це викликано різними температурами кипіння, і, отже, більш гаряче занурення діє як гаряча поверхня для краплі з нижчою температурою кипіння, в результаті чого одночасно утворюються три зони контакту в стані Лейденфроста. Ми назвали цей сценарій потрійним ефектом Лейденфроста».
Пошук був опублікований в Фізичні листи огляду.
“Професійний вирішувач проблем. Тонко чарівний любитель бекону. Геймер. Завзятий алкогольний ботанік. Музичний трейлер”
