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莱顿弗罗斯特现象莱顿弗罗斯特效应

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  莱顿弗罗斯特现象(Leidenfrost Phenomenon)是指液体不会润湿炙热的表面,而仅仅在其上形成一个蒸气层的现象,由科学家莱顿弗罗斯特在1756年发现。

  1756年有一位名叫莱顿弗罗斯特的科学家在一把烧的通红的铁勺上滴上一滴水珠,水珠竟然悬浮起来并持续30秒,莱顿弗罗斯特效应水滴能够悬浮起来的原因在于,接触炙热的铁勺后,水滴底部立即形成一层水蒸气,把水珠与铁勺隔开,就使得水滴悬浮起来,悬浮起来的水滴暂时不能吸收更多的热量,减慢了汽化速度,因此悬浮可以持续30秒,这就是莱顿弗罗斯特效应。

  此现象说明当液体极度炙热时就将化作一层绝缘的气态防护层。当你用湿手指掐灭蜡烛时正是依靠着这层蒸汽层的。只要有充分的条件,人人都可做到这点(就如同有了防火墙一般)。

  把水滴落在滚烫的铁板上,假如铁板的温度仅高于水的沸点(100°C),水会发出嘶嘶声并迅速沸腾。但当铁板到达莱顿弗罗斯特点(Leidenfrost point)时,水便会产生莱顿弗罗斯特现象。水珠会在铁板四处滚动,并缓慢地逐渐蒸发,反而令水珠可以存在更久。

  在莱顿弗罗斯特现象下,水珠中跟铁板接触的部分会迅速沸腾形成水蒸气,与此同时水珠尚保持液体的状态,由于水蒸气的传热比液体水慢得多,蒸气层阻隔水直接接触滚烫铁板并大大降低水滴沸腾的速度。

  水的莱顿弗罗斯特点会随着水中含有的杂质、滚烫物件的材质、水的温度等而改变,粗略量度下水在平底锅的莱顿弗罗斯特点为约193°C。

  厨师在预热锅子时,只要落下几滴水看会否形成水珠,便可得知锅子是否够热。

  在传统的过火仪式,参加者会先沾湿双脚,由于莱顿弗罗斯特现象令水不会快速升温,使得热不容易传到人们的脚,即使人们走在火堆之上,只要不长时间接触炭火,也不易被烧得火红的炭火烫伤。另外,莱顿弗罗斯特现象依照莱顿弗罗斯特现象的原理,液态氮会在手上迅速沸腾并形成隔热层,防止手冻伤,因此便可徒手触摸液态氮。

  莱顿弗罗斯特点标示出了进行稳定之膜态沸腾(film boiling,参见boiling)所需之最低温度,指的是在沸腾曲线上热流(heat flux)达最低之一点,同时,液体与热烫表面之接触面完全为蒸气层(vapor blanket)所覆盖,而此时从热烫表面向液体所进行之热传导是透过此蒸气层以传导(conduction)及辐射(radiation)的方式完成。

  1756年,莱顿弗罗斯特观察到,当热烫表面上的小水滴四处跳动时,水滴的蒸发速度缓慢。随着表面温度再度提高,热辐射的效应会变得比热传导更为显著,因此这时再提高温度,热流会上升。一水平表面之热流最低点可由Zubers equation推导而来

  其数值是由饱和温度所决定。其中C为Zuber,于适当的压力之下大部分的液体C值约为0.09。

  2014年,旨在关注渐冻人症(ALS)的“冰桶挑战”活动风靡全球,吸引了世界各地不少知名人士参与。看着

  视频中挑战者被一桶桶冰水迎头浇下,即使作为旁观者仿佛也能感受到那种彻骨奇寒。然而,这项挑战对于常年居住在寒冷地域的居民来说却似乎是“小儿科”了,近日就有一名来自“战斗民族”的科学家进行了一次“冰桶挑战”的升级版——“液氮挑战”。

  克拉雅茨克州34岁的Anton Konovalov在一家生产液氮的化工厂工作。在他近日上传的一段视频中,他用一桶液氮迎头浇下,这种液体的温度达到零下195度。

  为验证桶内液体的真实性,Konovalov还将一根树枝伸进桶中,可以看到,树枝立刻被冰封,并很轻易地在他

  然而被如此寒冷液体浇下后,Konovalov却只是摇了摇头,虽然很冷,但完好无损。为确认他确实安然无恙,他的朋友们还上前触碰他的脸颊,可以看到Konovalov的皮肤依然是柔软的,而后者却对着镜头哈哈大笑。

  虽然冬天都快到了,但网红液氮冰淇淋却依然如此。但一则小女孩被冻伤的新闻却把直指于它。原来用于给原料降温、莱顿弗罗斯特现象制造效果的液氮温度低至-195℃。毕竟目前记录的人体体温下限是13.7℃。虽然冰淇淋中使用的液氮含量不多,在常温下也很容易蒸发。莱顿弗罗斯特现象

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