Nuostabus vaizdo įrašas atskleidžia naujo tipo Leidenfrost efektą, kurio mes dar nematėme

Virš 193°C (379°F) su vandeniu vazoje nutinka kažkas stebuklingo.

Vadinamasis Leidenfrost efektas, kai purškiate vandenį ant karšto paviršiaus, lašeliai plūduriuoja virš paviršiaus ant garų sluoksnio. Jie sukasi akimirką ar dvi ilgiau, nei būtų žemesnėje temperatūroje (bet vis tiek virš virimo), ir slysta per keptuvę, kol išgaruoja.

Taip nutinka visų tipų skysčiams, jei temperatūra yra gerokai aukštesnė už kiekvieno konkretaus skysčio virimo tašką. Tačiau mokslininkai atrado kai ką dar įdomesnio – kad šis efektas gali pasireikšti net tarp dviejų skirtingų skysčių lašelių, dėl kurių jie atsimuša vienas nuo kito.

Tyrėjų komanda, vadovaujama pirmojo autoriaus, Pueblos universiteto fiziko Felipe Pacheco Vázquezo, tyrinėjo skysčius, tokius kaip vanduo, etanolis, metanolis, chloroformas ir formamidas, ir analizavo, ar du lašai iš kiekvienos skysčių grupės iš karto „susijungs“ į vieną lašą, ar atsimuš iš eilės (atšoks vienas nuo kito kelis kartus).

Jie tai padarė naudodami nedidelę metalinę plokštę su nedideliu vidiniu nuolydžiu ir pakaitinę ją iki 250°, kuri buvo gerokai aukštesnė už bet kurį skysčių virimo tašką (kuri svyravo nuo 50°C acetono atveju iki 146°C laboratoriniame aukštyje formamide). ).

Tada didelis lašas vieno skysčio buvo įlašinamas į mažą lašą, nudažytą mėlynai, ir jie stebėjo, kas atsitiko. Kai kurie lašeliai – kai abu lašeliai buvo tos pačios rūšies skysčių arba skysčių, kurių virimo temperatūra panaši – susiliejo akimirksniu, kai tik praslydo vienas į kitą žemiausiame plokštelės taške.

Kiti neskubėjo prieš susijungdami. Jie atrodė kaip mažas lašas, atsimušantis nuo didelio lašo. Žemiau esančiame vaizdo įraše galite pamatyti tai tarp etanolio (mažas lašas) ir vandens (didelis lašas):

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

„Tiesioginis susiliejimas tęsiasi keletą milisekundžių ir buvo pastebėtas daugiausia to paties skysčio lašeliuose (pvz., vanduo-vanduo) arba panašių savybių skysčiuose (pvz., etanolis-izopropanolis) Komanda rašo ant naujo popieriaus.

READ  COVID-19 atvejai Australijoje pasiekė naują rekordą, nes vyksta diskusijos dėl „atnaujinimo“

„Priešingai, lašeliai, kurių savybės labai skiriasi (pvz., vanduo-etanolis arba vanduo-acetonitrilas), ir toliau atšoka kelias sekundes ar net minutes, kai išgaruoja iki kritinio dydžio ir galiausiai susilieja.

Galų gale, greičiau išgaruojančiam skysčiui susitraukus iki tam tikro tūrio, du lašai susijungia ir tada „sprogsta“ – vietoj dviejų čiuožia kiek didesnis skysčių mišinys.

Žemiau esančioje lentelėje galite pamatyti, ar kuris nors iš dviejų skysčių susijungė (c), atšoko (r), sumaišė abu (c / r), ar ypatingais atvejais išliko kaip atskiros fazės, nes jų nebuvo galima sumaišyti (x) ).

Dviejų Leidenfrost lašų susidūrimo rezultatas. (Pacheco Vazquez ir kt., PRL, 2021)

Komanda teigia, kad šis atšokimas iš tikrųjų yra “Leidenfrost trigubas efektas”, kai lašeliai ne tik patenka į izoliacinį garų sluoksnį nuo kaitvietės paviršiaus, bet ir tarp dviejų lašelių.

“Atšokimo dinamika susidaro, nes lašeliai yra ne tik Leidenfrost būsenoje su substratu, bet ir susidūrimo momentu patiria Leidenfrost efektą.” Komanda rašo.

“Tai sukelia skirtingos virimo temperatūros, todėl karštesnis kritimas veikia kaip karštas paviršius lašui, kurio virimo temperatūra yra žemesnė, todėl Leidenfrost būsenoje vienu metu susidaro trys kontaktinės zonos. Mes pavadinome šį scenarijų trigubu Leidenfrost efektu.”

Paieška buvo paskelbta m Fizinės apžvalgos laiškai.

Parašykite komentarą

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *