Studi: Efek Leidenfrost terjadi dalam tiga fase air: padat, cair, dan uap

Taburkan beberapa tetes air di atas panci yang sangat panas, dan air itu akan membubung ke udara, meluncur di sekitar panci dengan liar. Fisikawan di Virginia Tech telah menemukan bahwa ini juga dapat dicapai dengan menempatkan piringan es tipis dan datar di atas permukaan aluminium yang dipanaskan, menurut kertas baru Diterbitkan dalam jurnal Physical Review Fluids. Masalahnya: Ada suhu kritis yang jauh lebih tinggi yang harus dicapai sebelum piringan es dapat naik.

seperti kita Saya sebutkan sebelumnyaPada tahun 1756 seorang ilmuwan Jerman bernama Johann Gottlob Leidenfrost tersebut memperhatikannya untuk fenomena yang tidak biasa. Dia mencatat bahwa air biasanya memercik ke panci yang sangat panas dan menguap dengan sangat cepat. Tetapi jika suhu panci jauh di atas titik didih air, “tetesan seperti merkuri yang mengkilap” akan terbentuk dan terbang melintasi permukaan. ditelepon “Efek Leidenfrost untuk menghormatinya.

Dalam 250 tahun berikutnya, fisikawan menemukan penjelasan yang masuk akal mengapa ini terjadi. Jika permukaan setidaknya 400 derajat Fahrenheit (jauh di atas titik didih air), bantalan uap air atau uap terbentuk di bawahnya, membuatnya tetap terangkat. Efek Leidenfrost juga bekerja dengan cairan lain, termasuk minyak dan alkohol, tetapi suhu kemunculannya akan berbeda.

fenomena masih mempesona Fisikawan. Sebagai contoh, pada tahun 2018, Ditemukan oleh fisikawan Prancis Bahwa tetesan itu tidak hanya mengalir di atas bantal uap; Selama itu tidak terlalu besar, itu juga mendorong dirinya sendiri. Hal ini disebabkan ketidakseimbangan aliran fluida dalam tetesan Leidenfrost, bersikap seperti Drive internal kecil. Tetesan besar menunjukkan aliran yang seimbang, tetapi saat tetesan menguap, menjadi lebih kecil (berdiameter sekitar setengah milimeter) dan lebih bulat, terjadi ketidakseimbangan gaya. Hal ini menyebabkan tetesan berputar seperti roda, dibantu oleh semacam efek “ratchet” dari kemiringan ke bawah ke arah yang sama dengan cairan yang mengalir di tetesan. Fisikawan Prancis menyebut penemuan mereka sebagai “roda Leidenfrost”.

Pada 2019, tim ilmuwan internasional Saya akhirnya menentukan sumbernya Dari suara retak yang menyertai yang dilaporkan oleh Leidenfrost. Ilmuwan menemukannya Itu tergantung pada ukuran tetesan. Tetesan kecil akan meluncur dari permukaan dan menguap, sedangkan tetesan yang lebih besar akan meledak dengan patahan yang nyata ini. Pelakunya adalah kontaminan partikel yang ditemukan di hampir semua cairan. Tetesan yang lebih besar akan dimulai dengan konsentrasi kontaminan yang lebih tinggi, dan konsentrasi ini meningkat saat tetesan menyusut. Mereka berakhir dalam konsentrasi tinggi sehingga partikel perlahan membentuk semacam kerak di sekitar tetesan. Proyektil ini mengganggu bantalan uap yang menahan tetesan tinggi, dan meledak ketika menyentuh permukaan.

Dan tahun lalu, para ilmuwan MIT menentukan mengapa tetesan didorong melintasi permukaan minyak panas 100 kali lebih cepat daripada logam yang terpapar. Di bawah kondisi yang tepat, lapisan tipis terbentuk di luar setiap tetes, seperti mantel. Saat tetesan menjadi lebih panas, gelembung kecil uap air mulai terbentuk di antara tetesan dan minyak, dan kemudian menjauh. Gelembung berikutnya biasanya terbentuk di dekat tempat yang sama, membentuk jalur uap tunggal yang akan mendorong tetesan ke arah yang diinginkan.

Tapi bisakah Anda mencapai efek Leidenfrost dengan salju? Itulah yang ingin ditemukan oleh tim Virginia Tech. “Ada banyak kertas di sekitar pengangkatan cairan, kami ingin mengajukan pertanyaan tentang pengangkatan es,” Rekan penulis Jonathan Boreko berkata:. “Ini dimulai sebagai proyek rasa ingin tahu. Penelitian kami dimotivasi oleh pertanyaan apakah mungkin atau tidak untuk mendapatkan efek Leidenfrost tiga fase dengan padat, cair, dan uap.”