На сковороде, разогретой и смазанной маслом, капля воды моментально кипит и скачет по поверхности от одной стороны к другой под действием пара.
Капля воды беспрепятственно и стремительно стекает с нагретой поверхности сковороды. эффектом ЛейденфростаПри нагревании поверхности выше точки кипения жидкости под каплей мгновенно формируется паровой слой. Он замедляет испарение капли и уменьшает трение между ней и поверхностью, позволяя ей скользить по ней, как по льду. Интересно, что эффект Лейденфроста… проявляетсяВ таком отдаленном регионе, как появление араниеформ — «паукообразных» форм на Марсе.
Если сковорода смазана маслом с более высокой температурой кипения, паровой прослойки не образуется. Тем не менее капли скользят по такой поверхности легче, чем по чистой. Наблюдения показывают, что их скорость может быть в 10 и даже в 100 раз выше. Подобный эффект удалось объяснить лишь недавно. Об этом рассказывается в… статьеВаранаси Крипа и соавторы из Массачусетского технологического института представили работу, опубликованную в журнале. Physical Review Letters.
С помощью микроскопа и высокоскоростной видеокамеры, снимающей до 100 тысяч кадров в секунду, ученые провели наблюдения. При определенных значениях температуры, вязкости и толщины жирного слоя масло образует тонкое покрытие на капле. Температура кипения этого покрытия превышает температуру кипения воды. И когда оно начинает испаряться — прежде всего с нижней стороны, которая находится ближе к раскаленной поверхности — под слоем масла появляются крошечные пузырьки.
Неравномерные возвышения уменьшают сцепление капли с поверхностью. Полости, наполненные паром, затрудняют передачу тепла и создают температурные различия, которые провоцируют вибрацию капли и облегчают её движение. Внутри пузырьков давление быстро растет, пока масляный слой не разрушается. Вырываемый наружу пар толкает каплю вперед реактивной силой, подобно воздуху, вырывающемуся из пробитого шарика.
Авторы полагают, что этот эффект может быть полезен в микрофлюидике для ускорения движения каплей жидкости микроскопического размера. полагаютВскоре научатся контролировать положение этих центров, а в итоге смогут точно управлять движением капель масла.