Leidenfrostův trojitý fenomén. Neobvyklá zvláštnost zachycená na videu

Pokud jste někdy vylili vodu na horkou pánev, pravděpodobně jste si všimli, že se kapky kapaliny neodpařují, ale „kloužou“ po povrchu pánve. Jedná se o takzvaný fenomén Leidenfrost, jehož nová forma byla zachycena na videu, píše portál sciencealert.com.

Tento poměrně jednoduchý experiment provedl tým mexických vědců pod vedením doktora Felipeho Pacheco-Vázqueze, zaměstnance univerzity v Pueble. Tento jev je lidstvu znám již téměř tři století (poprvé jej pozoroval německý chemik Johann Leidenfrost v roce 1756), ale v tomto experimentu se jej rozhodli modifikovat. Přestože metoda zůstala stejná a samotné kapaliny jsou obecně snadno dostupné, získané výsledky autory studie překvapily.

Při experimentu bylo použito několik kapalin – zpráva zveřejněná v časopise Physical Review Letters ukazuje, že kromě vody byly použity mimo jiné etanol, metanol, chloroform a formamid. Tyto látky mají různé teploty varu a studie chtěla zjistit, jak budou jednotlivé kapaliny reagovat nejen na zahřáté povrchy, ale také samy na sebe. Takto připravené dvojice byly umístěny na desku zahřátou na 250 °C a byly pozorovány jejich účinky.

Pokud je jedna kapka umístěna na povrch, jehož teplota přesahuje teplotu varu dané látky (v případě vody je to například 100 °C, zatímco etanol se začíná vypařovat při 50 °C), kapalina se pohybuje chaoticky a teprve po několika okamžicích „zmizí“. Leidenfrost zjistil, že je to možné díky tvorbě malé bubliny páry, která vzniká za již zmíněných specifických podmínek. S podobným paradoxem se setkáváme i v letectví, kde hovoříme o přechlazené vodě, tj. kapalině, která si zachovává svůj předchozí stav skupenství, přestože její teplota je nižší než bod tuhnutí.

Ale zpět k experimentu, vědci se rozhodli rozlišit výše zmíněné kapaliny tím, že jim dali různé barvy. To umožnilo zjistit, jak bude látka reagovat na nové prostředí. Ukázalo se, že kapaliny s podobnými body varu se spojily téměř okamžitě, zatímco kapaliny s extrémně odlišnými parametry se spojily až po několika sekundách, jak je vidět na přiloženém videu.

Viditelné „odrážení“ kapek je příkladem takzvaného trojitého Leidenfrostova jevu. Je založena na tom, že kapky vytvářejí bublinu páry, která je izoluje od zahřívaného povrchu i od nich samotných.

„K tomu dochází díky rozdílným bodům varu – teplejší kapka působí jako horký povrch pro kapku s nižším bodem varu, čímž současně vznikají tři kontaktní zóny,“ vysvětluje doktor Pacheco-Vázquez.

Zdroj: sciencealert.com, Physical Review Letters