193°C(379°F) 이상에서 꽃병에 담긴 물에 마법 같은 일이 일어납니다.
소위 라이덴프로스트 효과(Leidenfrost effect)는 뜨거운 표면에 물을 뿌릴 때 물방울이 증기층의 표면 위로 떠오릅니다. 그들은 낮은 온도(그러나 여전히 끓는점 이상)에 있을 때보다 잠시 또는 두 번 더 계속 소용돌이치고 증발하기 전에 팬을 가로질러 미끄러집니다.
이것은 온도가 각 특정 액체의 끓는점보다 훨씬 높은 한 모든 다른 유형의 액체에 발생합니다. 그러나 연구원들은 훨씬 더 흥미로운 사실을 발견했습니다. 이 효과는 서로 다른 액체의 두 방울 사이에서도 발생하여 서로 튕겨 나갈 수 있다는 것입니다.
제1저자인 푸에블라 대학의 물리학자인 Felipe Pacheco Vázquez가 이끄는 연구팀은 물, 에탄올, 메탄올, 클로로포름, 포름아미드, 그리고 각 유체 그룹에서 두 방울이 즉시 한 방울로 “결합”되는지, 아니면 연속적으로 다시 튀어오르는지(서로 여러 번 튕겨짐) 분석했습니다.
그들은 약간의 내부 경사가 있는 작은 금속판을 사용하여 액체의 끓는점보다 훨씬 높은 250°로 가열하여 이를 수행했습니다(아세톤의 경우 50°C에서 실험실 고도 포름아미드의 경우 146°C 범위). ).
그런 다음 파란색으로 물들인 작은 방울에 한 방울의 큰 액체를 가하고 무슨 일이 일어나는지 관찰했습니다. 같은 종류의 액체나 끓는점이 비슷한 액체의 두 방울이 판의 가장 낮은 지점에서 서로 미끄러지면서 즉시 합쳐지는 경우도 있습니다.
다른 사람들은 병합하기 전에 시간이 걸렸습니다. 그들은 큰 방울에서 튀는 작은 방울과 많이 닮았습니다. 아래 비디오에서 에탄올(작은 방울)과 물(큰 방울) 사이에서 이것을 볼 수 있습니다.
https://www.youtube.com/watch?v=sqWzhzhAE8o
“직접 융합은 몇 밀리초 동안 계속되며, 주로 동일한 액체(예: 물-물) 또는 유사한 특성의 액체(예: 에탄올-이소프로판올)의 방울에서 관찰되었습니다.” 팀은 새 종이에 씁니다.
대조적으로, 물-에탄올 또는 물-아세토니트릴과 같은 특성 차이가 큰 액적은 최종적으로 합체하는 임계 크기에 도달할 때까지 증발하면서 몇 초 또는 몇 분에 걸쳐 계속 튕깁니다.”
결국, 더 빨리 증발하는 액체가 특정 부피로 수축한 후 두 방울이 결합되어 “폭발”합니다. 두 방울이 아닌 약간 더 큰 액체 혼합물 하나가 스케이팅됩니다.
아래 표에서 두 액체 중 하나가 결합되었는지(c), 반발했는지(r), 둘 모두를 혼합했는지(c/y), 또는 특별한 경우 혼합할 수 없기 때문에 별도의 단계에 남아 있는지(x ).
두 방울의 라이덴프로스트가 충돌한 결과입니다. (Pacheco Vazquez et al., PRL, 2021)
연구팀은 이 바운스가 실제로 “라이덴프로스트 삼중 효과(Leidenfrost triple effect)”라고 제안하는데, 이 방울은 열판 표면의 절연 증기층에서 끝날 뿐만 아니라 두 방울 사이에서도 끝난다.
“리바운드 역학은 액적이 기질과 함께 라이덴프로스트 상태에 있을 뿐만 아니라 충돌하는 순간 그들 사이에서 라이덴프로스트 효과를 경험하기 때문에 생성됩니다.” 팀이 씁니다.
“이것은 끓는 온도가 다르기 때문에 발생하며, 따라서 더 뜨거운 딥은 끓는점이 낮은 방울의 뜨거운 표면으로 작용하여 Leidenfrost 상태에서 동시에 3개의 접촉 영역이 생성됩니다. 우리는 이 시나리오를 삼중 Leidenfrost 효과라고 불렀습니다.”
검색은 에 게시되었습니다. 물리적 검토 편지.
“요은 베이컨과 알코올에 대한 전문 지식을 가진 닌자입니다. 그의 탐험적인 성격은 다양한 경험을 통해 대중 문화에 대한 깊은 애정과 지식을 얻게 해주었습니다. 그는 자랑스러운 탐험가로서, 새로운 문화와 경험을 적극적으로 탐구하며, 대중 문화에 대한 그의 열정은 그의 작품 속에서도 느낄 수 있습니다.”
