Alcune fantastiche dimostrazioni scientifiche sull'effetto Leidenfrost da provare

L'effetto Leidenfrost prende il nome da Johann Gottlob Leidenfrost, che ha descritto il fenomeno in Un tratto su alcune qualità di acqua comune nel 1796.

Nell'effetto Leidenfrost, un liquido in prossimità di una superficie molto più calda dell'ebollizione del liquido punto produrrà uno strato di vapore che isola il liquido e lo separa fisicamente dal superficie.

In sostanza, anche se la superficie è molto più calda della punto di ebollizione del liquido vaporizza più lentamente che se la superficie fosse vicina al punto di ebollizione. Il vapore tra il liquido e la superficie impedisce ai due di entrare in contatto diretto.

Non è facile identificare la temperatura precisa alla quale entra in gioco l'effetto Leidenfrost: il punto Leidenfrost. Se si posiziona una goccia di liquido su una superficie più fredda del punto di ebollizione dei liquidi, la goccia si appiattisce e si riscalda. Nel punto di ebollizione, la goccia può sibilare, ma siederà sulla superficie e bolle in un vapore.

Ad un certo punto superiore al punto di ebollizione, il bordo della goccia di liquido si vaporizza istantaneamente, attutendo il resto del liquido dal contatto. La temperatura dipende da molti fattori, tra cui pressione atmosferica, il volume della gocciolina e le proprietà superficiali del liquido.

Il punto Leidenfrost per l'acqua è circa il doppio del suo punto di ebollizione, ma tali informazioni non possono essere utilizzate per prevedere il punto Leidenfrost per altri liquidi. Se stai eseguendo una dimostrazione dell'effetto Leidenfrost, la soluzione migliore sarà quella di usare una superficie che sia tanto più caldo del punto di ebollizione del liquido, quindi sarai sicuro che sia abbastanza caldo.

Esistono diversi modi per dimostrare l'effetto Leidenfrost. Le dimostrazioni con acqua, azoto liquido e piombo fuso sono le più comuni.

Il modo più semplice per dimostrare l'effetto Leidenfrost è quello di cospargere goccioline d'acqua su una padella calda o un bruciatore. In questo caso, l'effetto Leidenfrost ha un'applicazione pratica. Puoi usarlo per verificare se una padella è abbastanza calda per essere utilizzata per cucinare senza rischiare la tua ricetta su una padella troppo fredda!

Tutto quello che devi fare è riscaldare una padella o un bruciatore, immergere la mano nell'acqua e cospargere la padella con gocce d'acqua. Se la padella è abbastanza calda, le gocce d'acqua scivolano via dal punto di contatto. Se controlli la temperatura della padella, puoi utilizzare questa dimostrazione per illustrare anche il punto Leidenfrost.

Le gocce d'acqua si appiattiranno su una padella fresca. Si appiattiranno vicino al punto di ebollizione a 100 ° C o 212 ° F e bolliranno. Le goccioline continueranno a comportarsi in questo modo fino a raggiungere il punto Leidenfrost. A questa temperatura e a temperature più elevate, l'effetto Leidenfrost è osservabile.

Il modo più semplice e sicuro per dimostrare l'effetto Leidenfrost nitrogeno liquido è di versarne una piccola quantità su una superficie, come un pavimento. Qualsiasi superficie a temperatura ambiente è ben al di sopra del punto di Leidenfrost per l'azoto, che ha un punto di ebollizione di -195,79 ° C o -320,33 ° F. Gocce di azoto skitter su una superficie, proprio come le gocce d'acqua su una padella calda.

Una variante di questa dimostrazione è quella di lanciare nell'aria una tazza di azoto liquido. Questo può essere fatto attraverso il pubblico, sebbene sia generalmente sconsigliato eseguire questa dimostrazione per i bambini, poiché i giovani investigatori potrebbero voler intensificare la dimostrazione. Una tazza di azoto liquido nell'aria va bene, ma un volume maggiore o maggiore lanciato direttamente a un'altra persona potrebbe provocare gravi ustioni o altre lesioni.

Una dimostrazione più rischiosa è quella di mettere una piccola quantità di azoto liquido nella bocca e soffiare getti di vapore di azoto liquido. L'effetto Leidenfrost non è visibile qui: è ciò che protegge i tessuti della bocca dai danni. Questa dimostrazione può essere eseguita in modo sicuro, ma esiste un elemento di rischio poiché l'ingestione di azoto liquido potrebbe rivelarsi fatale.

L'azoto non è tossico, ma la sua vaporizzazione produce una gigantesca bolla di gas, in grado di rompere il tessuto. Il danno tissutale dovuto al freddo potrebbe derivare dall'ingestione di una grande quantità di azoto liquido, ma il rischio principale è la pressione della vaporizzazione dell'azoto.

Nessuna delle dimostrazioni di azoto liquido dell'effetto Leidenfrost deve essere eseguita dai bambini. Queste sono dimostrazioni per soli adulti. Il boccone di azoto liquido è scoraggiato, per chiunque, a causa del potenziale incidente. Tuttavia, potresti vederlo fatto e può essere fatto in modo sicuro e senza danni.

Mettere la mano in piombo fuso è una dimostrazione dell'effetto Leidenfrost. Ecco come farlo e non scottarti!

L'installazione è abbastanza semplice. Il dimostratore si bagna la mano con acqua e la immerge dentro e immediatamente fuori dal piombo fuso.

Il punto di fusione del piombo è 327,46 ° C o 621,43 ° F. Questo è ben al di sopra del punto di Leidenfrost per l'acqua, ma non è così caldo che una breve esposizione isolata brucerebbe i tessuti. Idealmente, è paragonabile alla rimozione di una padella da un forno molto caldo utilizzando un pad caldo.

Questa dimostrazione non dovrebbe essere eseguita dai bambini. È importante che il piombo sia appena sopra il suo punto di fusione. Inoltre, tieni presente il piombo è tossico. Non sciogliere il piombo con pentole. Lavati accuratamente le mani dopo aver eseguito questa dimostrazione. Qualsiasi pelle non protetta dall'acqua sarà bruciato.

Personalmente, consiglierei di immergere un solo dito bagnato nel piombo e non una mano intera, per ridurre al minimo il rischio. Questa dimostrazione può essere eseguita in modo sicuro, ma comporta rischi e probabilmente dovrebbe essere evitata del tutto. L'episodio "Mini Myth Mayhem" del 2009 dello show televisivo MythBusters dimostra questo effetto abbastanza bene e sarebbe opportuno mostrarlo agli studenti.