Лейденфроста эффект
Автор Кислый задал вопрос в разделе Естественные науки
Что такое эффект Лейденфроста? и получил лучший ответ
Ответ от Аина[гуру]
Физический феномен, известный как эффект Лейденфроста, ежедневно можно наблюдать в домашних условиях. Капля жидкости, попавшая на горячую сковороду, образует шарики, которые скользят по поверхности не испаряясь.
Из-за разницы температур создается слой пара, обеспечивающий «эффект зависания» . Паровая подушка выступает в качестве изолирующего слоя, благодаря чему жидкость не испаряется мгновенно.
Вариант коммерческого применения — горячие трубопроводы, по которым под давлением проходит вода или другая жидкость. На основе известного эффекта Лейденфроста, разрабатывается технология снижения сопротивления воды.
Она могла бы использоваться в морских грузоперевозках, способствуя значительному сокращению расхода топлива — а значит, удешевлению процесса и снижению вредных выбросов.
Источник: Интернет
Ответ от Ђарас Гулійчук[новичек]
Кипение и эффект Лейденфроста
Как ни обычно это явление, вы, скорее всего, не замечали всех его удивительных особенностей. С одними нельзя не считаться на практике, другие позволяют проводить весьма опасные трюки, которые когда-то показывали на карнавалах смельчаки.
Начнем с наблюдения. Нагреем кастрюлю водопроводной воды снизу пламенем или электрическим источником тепла. При нагревании воды растворенные в ней молекулы газов выделяются из раствора и собираются в крошечные пузырьки в трещинах на две кастрюли. (Эти участки достаточно малы, чтобы поверхностное натяжение не дало воде залить их при наполнении кастрюли. ) Со временем каждый пузырек раздувается, и его плавучесть увеличивается. В конце концов, пузырек отрывается от трещины и всплывает на поверхность воды. Так как трещина еще заполнена воздухом, там начинает образовываться другой пузырек (рис. 1). Образование пузырьков воздуха - знак того, что вода нагревается, но это еще далеко не кипение.
Рис. 1 Образование пузырьков. (a) - пузырек газа, который удерживается на неровностях поверхности сосуда. (b)-(f) - пузырек растет, отрывается и поднимается.
Вода, соприкасающаяся с атмосферой, кипит при температуре, которую иногда называют нормальной температурой кипения tk. Например, tk = 100°C при давлении воздуха 1 атм. Так как вода на дне кастрюли не соприкасается с атмосферой, она остается жидкостью, даже если нагревается выше tk на несколько градусов. При нагреве и перегреве она постоянно смешивается с остальной водой путем конвекции (горячая вода поднимается, а более холодная вода опускается на ее место) .
При дальнейшем повышении температуры кастрюли нижний слой воды начнет испаряться, и молекулы воды будут собираться в маленькие пузырьки пара в сухих трещинах. Эта фаза кипения отмечена отрывистыми звуками, гудением и иногда жужжанием. Вода почти поет о том, как ей не нравится нагреваться. Каждый раз, когда пузырек пара поднимается в более холодную воду, он внезапно исчезает, потому, что пар внутри него конденсируется. При каждом таком исчезновении возникает звуковая волна - гудение, которое вы слышите. Когда температура всей массы воды повысится, пузырьки не смогут исчезнуть, пока они не оторвутся от трещин и не пройдут часть пути к поверхности воды.
Если вы продолжаете нагревать кастрюлю, шум исчезающих пузырьков становится громче, а потом прекратится. Шум начинает смягчаться, когда вся вода достаточно горяча, чтобы пузырьки пара достигли поверхности; там они лопаются с легким всплеском. Теперь вода кипит.
Если ваш источник тепла - кухонная плита, история здесь кончается. Однако с помощью лабораторной горелки вы сможете продолжить повышать температуру кастрюли. Теперь пузырьки пара становятся столь многочисленными и отрываются от своих трещин так быстро, что они объединяются и образуют столбы пара, которые бурно и хаотически поднимаются вверх, иногда встречая ранее оторвавшиеся "куски" пара. Образование пузырьков и столбов пара называется пузырчатым ("зародышевым") парообразованием - образование и рост пузырьков зависит от трещин, служащих зародышевыми участками (рис. 2).
Рис. 2 Кривая кипения воды. 1 - пузырчатое кипение, 2 - изолированные пузырьки, 3 - столбы и "куски" пара, 4 - переходный режим кипения, 5 - пленочное кипение.
(По оси абсцисс показано насколько температура поверхности выше точки кипения воды)
Если вы продолжаете повышать температуру кастрюли после стадии столбов и "кусков", парообразование вступает в новую фазу, называемую переходным режимом. Теперь при каждом последующем повышении температуры кастрюли скорость передачи тепла воде уменьшается. Это уменьшение - не парадокс. В переходном режиме большая часть дна кастрюли покрыта слоем пара. Так как водяной пар передает тепло на порядок хуже, чем жидкость, передача тепла воде уменьшается. Чем горячее становится кастрюля, тем меньше ее прямой контакт с водой и тем хуже передача тепла. На практике эта ситуация может оказаться опасной. Например, для теплообменника, за
Кипение и эффект Лейденфроста
Как ни обычно это явление, вы, скорее всего, не замечали всех его удивительных особенностей. С одними нельзя не считаться на практике, другие позволяют проводить весьма опасные трюки, которые когда-то показывали на карнавалах смельчаки.
Начнем с наблюдения. Нагреем кастрюлю водопроводной воды снизу пламенем или электрическим источником тепла. При нагревании воды растворенные в ней молекулы газов выделяются из раствора и собираются в крошечные пузырьки в трещинах на две кастрюли. (Эти участки достаточно малы, чтобы поверхностное натяжение не дало воде залить их при наполнении кастрюли. ) Со временем каждый пузырек раздувается, и его плавучесть увеличивается. В конце концов, пузырек отрывается от трещины и всплывает на поверхность воды. Так как трещина еще заполнена воздухом, там начинает образовываться другой пузырек (рис. 1). Образование пузырьков воздуха - знак того, что вода нагревается, но это еще далеко не кипение.
Рис. 1 Образование пузырьков. (a) - пузырек газа, который удерживается на неровностях поверхности сосуда. (b)-(f) - пузырек растет, отрывается и поднимается.
Вода, соприкасающаяся с атмосферой, кипит при температуре, которую иногда называют нормальной температурой кипения tk. Например, tk = 100°C при давлении воздуха 1 атм. Так как вода на дне кастрюли не соприкасается с атмосферой, она остается жидкостью, даже если нагревается выше tk на несколько градусов. При нагреве и перегреве она постоянно смешивается с остальной водой путем конвекции (горячая вода поднимается, а более холодная вода опускается на ее место) .
При дальнейшем повышении температуры кастрюли нижний слой воды начнет испаряться, и молекулы воды будут собираться в маленькие пузырьки пара в сухих трещинах. Эта фаза кипения отмечена отрывистыми звуками, гудением и иногда жужжанием. Вода почти поет о том, как ей не нравится нагреваться. Каждый раз, когда пузырек пара поднимается в более холодную воду, он внезапно исчезает, потому, что пар внутри него конденсируется. При каждом таком исчезновении возникает звуковая волна - гудение, которое вы слышите. Когда температура всей массы воды повысится, пузырьки не смогут исчезнуть, пока они не оторвутся от трещин и не пройдут часть пути к поверхности воды.
Если вы продолжаете нагревать кастрюлю, шум исчезающих пузырьков становится громче, а потом прекратится. Шум начинает смягчаться, когда вся вода достаточно горяча, чтобы пузырьки пара достигли поверхности; там они лопаются с легким всплеском. Теперь вода кипит.
Если ваш источник тепла - кухонная плита, история здесь кончается. Однако с помощью лабораторной горелки вы сможете продолжить повышать температуру кастрюли. Теперь пузырьки пара становятся столь многочисленными и отрываются от своих трещин так быстро, что они объединяются и образуют столбы пара, которые бурно и хаотически поднимаются вверх, иногда встречая ранее оторвавшиеся "куски" пара. Образование пузырьков и столбов пара называется пузырчатым ("зародышевым") парообразованием - образование и рост пузырьков зависит от трещин, служащих зародышевыми участками (рис. 2).
Рис. 2 Кривая кипения воды. 1 - пузырчатое кипение, 2 - изолированные пузырьки, 3 - столбы и "куски" пара, 4 - переходный режим кипения, 5 - пленочное кипение.
(По оси абсцисс показано насколько температура поверхности выше точки кипения воды)
Если вы продолжаете повышать температуру кастрюли после стадии столбов и "кусков", парообразование вступает в новую фазу, называемую переходным режимом. Теперь при каждом последующем повышении температуры кастрюли скорость передачи тепла воде уменьшается. Это уменьшение - не парадокс. В переходном режиме большая часть дна кастрюли покрыта слоем пара. Так как водяной пар передает тепло на порядок хуже, чем жидкость, передача тепла воде уменьшается. Чем горячее становится кастрюля, тем меньше ее прямой контакт с водой и тем хуже передача тепла. На практике эта ситуация может оказаться опасной. Например, для теплообменника, за
Ответ от Nice woman[гуру]
Левитирующие капли - при определенных условиях капля жидкости, находящаяся на очень горячей поверхности, испаряется не сразу, а, за счет теплоизолирующей прослойки из собственного пара, существует довольно длительное время. Это явление известно как эффект Лейденфроста.
Левитирующие капли - при определенных условиях капля жидкости, находящаяся на очень горячей поверхности, испаряется не сразу, а, за счет теплоизолирующей прослойки из собственного пара, существует довольно длительное время. Это явление известно как эффект Лейденфроста.
Ответ от 3 ответа[гуру]
Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Что такое эффект Лейденфроста?
Как называются аномальные области, в которых нарушены законы гравитации, и вода течет не вниз, а вверх по склону?
Эта иллюзия была описана давным-давно в одной из книг Перельмана.
Никаких нарушений закона
подробнее...