כמה הפגנות מדעיות של אפקט Leidenfrost שאפשר לנסות

אפקט ליידנפרוסט נקרא על שמו של יוהאן גוטלוב ליידנפרוסט, שתיאר את התופעה ב מסלול העוסק בכמה תכונות של מים נפוצים בשנת 1796.

באפקט ליידנפרוסט נוזל בסמיכות למשטח חם בהרבה מרתיחת הנוזל נקודה תייצר שכבת אדים המבודדת את הנוזל ומפרידה אותו פיזית מהאדמה משטח.

בעיקרו של דבר, למרות שהמשטח חם הרבה יותר מ נקודת רתיחה מהנוזל, זה מתאדה לאט יותר מאשר אם המשטח היה קרוב לנקודת הרתיחה. האדים בין הנוזל למשטח מונע מהשניים לבוא במגע ישיר.

לא קל לזהות את הטמפרטורה המדויקת בה נכנסת אפקט Leidenfrost - נקודת Leidenfrost. אם אתה מניח טיפת נוזלים על משטח קריר יותר מנקודת הרתיחה של הנוזלים, הטיפה תתשטח ותתחמם. בנקודת הרתיחה ייתכן שהטיפה נשמעת, אך היא תשב על פני השטח ותרתח לאדים.

בנקודה מסוימת הגבוהה מנקודת הרתיחה, אידוי שפת טיפת הנוזל מיידית ומרפד את שארית הנוזל ממגע. הטמפרטורה תלויה בגורמים רבים, כולל לחץ אטמוספרי, נפח הטיפה ותכונות השטח של הנוזל.

נקודת Leidenfrost למים היא בערך פי שניים מנקודת הרתיחה שלה, אך לא ניתן להשתמש במידע זה כדי לחזות את נקודת Leidenfrost עבור נוזלים אחרים. אם אתה מבצע הדגמה של אפקט Leidenfrost, הדבר הטוב ביותר שלך יהיה להשתמש במשטח שהוא

ישנן מספר דרכים להדגים את אפקט Leidenfrost. הפגנות עם מים, חנקן נוזלי ועופרת מותכת הן הנפוצות ביותר.

הדרך הפשוטה ביותר להדגים את אפקט Leidenfrost היא לפזר טיפות מים על מחבת או מבער חם. במקרה זה, לאפקט Leidenfrost יש יישום מעשי. אתה יכול להשתמש בו כדי לבדוק אם מחבת חמה מספיק או לא לשימוש לבישול מבלי להסתכן במתכון שלך על מחבת קרירה מדי!

כל שעליך לעשות הוא לחמם מחבת או מבער, לטבול את היד במים ולפזר את התבנית בטיפות מים. אם המחבת חמה מספיק, טיפות המים יתרחקו מנקודת המגע. אם אתה שולט על טמפרטורת התבנית, אתה יכול להשתמש בהדגמה זו גם כדי להמחיש את נקודת Leidenfrost.

טיפות מים ישתטחו על מחבת קרירה. הם ישתטחו ליד נקודת הרתיחה בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס או 212 מעלות צלזיוס וירתיחו. הטיפות ימשיכו להתנהג בצורה זו עד שתגיעו לנקודת Leidenfrost. בטמפרטורה זו ובטמפרטורות גבוהות יותר ניתן לראות את אפקט Leidenfrost.

הדרך הקלה והבטוחה ביותר להדגים את אפקט Leidenfrost בעזרת חנקן נוזלי הוא לשפוך כמות קטנה ממנו על משטח, כמו רצפה. כל משטח בטמפרטורת החדר נמצא הרבה מעבר לנקודת Leidenfrost עבור חנקן, שיש לה נקודת רתיחה של -195.79 מעלות צלזיוס או -320.33 מעלות צלזיוס. טיפות של רחפן חנקן על פני משטח, כמו טיפות מים על מחבת לוהטת.

וריאציה להפגנה זו היא לזרוק כוס של חנקן נוזלי לאוויר. ניתן לעשות זאת על פני הקהל, אם כי בדרך כלל זה נחשב לא חכם לבצע הפגנה זו לילדים, מכיוון שחוקרים צעירים עשויים לרצות להסלים את ההפגנה. כוס חנקן נוזלי באוויר היא בסדר, אך נפח מלא או גדול יותר שנזרק ישירות לאדם אחר עלול לגרום לכוויות קשות או פגיעות אחרות.

הדגמה מסוכנת היא להניח כמות קטנה של חנקן נוזלי בפה ולפוצץ פחזניות של אדי חנקן נוזלי. אפקט Leidenfrost לא נראה כאן - זה מה שמגן על רקמות בפה מפני נזק. הדגמה זו ניתנת לביצוע בבטחה, אך קיים גורם סיכון מכיוון שנטילת חנקן נוזלי עשויה להיות קטלנית.

החנקן אינו רעיל, אך אידויו מייצר בועת גז ענקית, המסוגלת לקרוע רקמות. נזק לרקמות מהקור יכול לנבוע מבליעה של כמות גדולה של חנקן נוזלי, אך הסיכון העיקרי הוא מלחץ אידוי החנקן.

אף אחת מההדגמות החנקן הנוזלי לאפקט Leidenfrost לא צריכה להיעשות על ידי ילדים. אלה הפגנות למבוגרים בלבד. הפה של החנקן הנוזלי אינו מתייאש, לכל אחד, בגלל הפוטנציאל לתאונה. עם זאת, יתכן שתראה שזה נעשה וזה יכול להיעשות בבטחה וללא נזק.

הכנת ידך בעופרת מותכת היא הדגמה של אפקט ליידנפרוסט. הנה איך לעשות זאת ולא להישרף!

ההתקנה די פשוטה. המפגין מרטיב את ידו במים ומטבל אותה ומתוך מיד עופרת מותכת.

נקודת ההתכה של העופרת היא 327.46 מעלות צלזיוס או 621.43 מעלות צלזיוס. זה נמצא הרבה מעל נקודת Leidenfrost למים, אך עם זאת לא כל כך חם שחשיפה מבודדת קצרה מאוד תשרוף רקמות. באופן אידיאלי, זה דומה להוצאת מחבת מתנור חם מאוד בעזרת כרית חמה.

ילדים לא צריכים לבצע הפגנה זו. חשוב שהמוליכה תהיה בדיוק מעל נקודת ההתכה שלה. כמו כן, זכור עופרת רעילה. אל תמיסו עופרת בעזרת כלי בישול. האם לשטוף את הידיים היטב מאוד לאחר ביצוע ההדגמה הזו. כל עור שאינו מוגן על ידי מים יישרף.

באופן אישי הייתי ממליץ לטבול אצבע רטובה אחת במוליכה ולא ביד שלמה, כדי למזער את הסיכון. ניתן לבצע הדגמה זו בבטחה, אך היא כרוכה בסיכון וכנראה שיש להימנע ממנה לחלוטין. פרק "Mini Myth Mayhem" משנת 2009 של תוכנית הטלוויזיה MythBusters מדגים את האפקט הזה בצורה די יפה והיה מתאים להציג בפני התלמידים.