Videoclipul uimitor dezvăluie un nou tip de efect Leidenfrost pe care nu l-am mai văzut până acum

Peste 193°C (379°F) se întâmplă ceva magic cu apa într-o vază.

Așa-numitul efect Leidenfrost, atunci când pulverizați apă pe o suprafață fierbinte, picăturile plutesc deasupra suprafeței pe un strat de abur. Se continuă să se învârtească pentru un moment sau două mai mult decât ar fi dacă ar fi la o temperatură mai scăzută (dar încă peste fierbere) și alunecă peste tigaie înainte de a se evapora.

Acest lucru se întâmplă cu toate tipurile diferite de lichide, atâta timp cât temperaturile sunt mult peste punctul de fierbere al fiecărui lichid anume. Dar cercetătorii au descoperit ceva și mai interesant – că acest efect poate apărea chiar și între două picături de lichide diferite, făcându-le să sară unele de altele.

Echipa de cercetători condusă de primul autor, fizician la Universitatea din Puebla, Felipe Pacheco Vázquez, a analizat lichide precum apa, etanolul, metanolul, cloroformul și formamidă, și a analizat dacă două picături din fiecare grup de fluide s-ar „combina” instantaneu într-o singură picătură sau s-ar întoarce în succesiune (s-au sărit unul de celălalt de mai multe ori).

Ei au făcut acest lucru utilizând o placă mică de metal cu o pantă internă ușoară și încălzind-o la 250 °, care era mult peste oricare dintre punctele de fierbere ale lichidelor (care variază de la 50 ° C pentru acetonă la 146 ° C în formamidă la altitudine de laborator. ).

Apoi o picătură mare dintr-un lichid a fost adăugată la o picătură mică vopsită în albastru și au urmărit ce s-a întâmplat. Unele – când ambele picături din același tip de lichid sau lichide cu puncte de fierbere similare – s-au contopit instantaneu, odată ce s-au alunecat unul în celălalt în cel mai jos punct al farfurii.

Alții și-au luat timp înainte de fuzionare. Semănau mult cu picătura mică care sări de pe picătura mare. Puteți vedea acest lucru între etanol (picătură mică) și apă (picătură mare) mai jos în videoclip:

https://www.youtube.com/watch?v=sqWzhzhAE8o

„Fuziunea directă continuă câteva milisecunde și a fost observată în principal în picături din același lichid (cum ar fi apă-apa) sau lichide cu proprietăți similare (cum ar fi etanol-izopropanol)” Echipa scrie pe o hârtie nouă.

„În contrast, picăturile cu diferențe mari de proprietăți (cum ar fi apă-etanol sau apă-acetonitril) continuă să sară în câteva secunde sau chiar minute, pe măsură ce se evaporă până ating o dimensiune critică pentru a se coalesce în cele din urmă”.

În cele din urmă, după ce lichidul care se evaporă mai repede se micșorează la un anumit volum, cele două picături se combină și apoi „explodează” – ai un amestec puțin mai mare de lichide care patinează în loc de două.

Din tabelul de mai jos puteți vedea dacă vreunul dintre cele două lichide s-a combinat (c), a revenit (r), a făcut un amestec al ambelor (c/y) sau, în cazuri speciale, a rămas pe faze separate deoarece nu au putut fi amestecate (x ).

Rezultatul ciocnirii a două picături de Leidenfrost. (Pacheco Vazquez și colab., PRL, 2021)

Echipa sugerează că această săritură este de fapt „efectul triplu Leidenfrost”, în care picăturile se termină nu numai într-un strat de vapori izolator de la suprafața plăcii fierbinți, ci și între cele două picături.

„Dinamica de rebound este produsă deoarece picăturile nu sunt doar în stare Leidenfrost cu substratul, ci experimentează și efectul Leidenfrost între ele în momentul impactului.” Echipa scrie.

„Acest lucru este cauzat de diferite temperaturi de fierbere și, prin urmare, scufundarea mai fierbinte acționează ca o suprafață fierbinte pentru picătură cu un punct de fierbere mai scăzut, rezultând simultan trei zone de contact în starea Leidenfrost. Am numit acest scenariu efectul triplu Leidenfrost”.

Căutarea a fost publicată în Scrisori de revizuire fizică.