液体悬浮的奥秘:神奇的莱顿弗罗斯特效应

莱顿弗罗斯特效应
莱顿弗罗斯特效应是指当水接触到比其沸点温度高得多的物体时,会在底部形成一层隔热的水蒸气,水蒸气会使水滴悬浮在物体表面之上。
举一个通俗直观的例子,取一块高温铁板,在其上方开始滴落水珠,我们会发现水珠并没有立即蒸发,而是滚动一段时间后才逐渐消失。这就是莱顿弗罗斯特效应在起作用。水珠之所以没有立即蒸发,是因为最先接触到高温表面的水分会立即汽化为一层水蒸气,并会产生一个向上的力,使水珠被水蒸气层托举起来。由于水蒸气的导热性能较差,这时的水蒸气相当于一层保护膜,起到了减缓汽化的作用,所以水珠才会滚动一段时间后才蒸发。
莱顿弗罗斯特点
为什么滴落到铁锅中的水珠会立刻蒸发而不会出现悬浮的现象呢?这是因为铁锅表面温度并没有达到莱顿弗罗斯特点。莱顿弗罗斯特点是液体悬浮的临界条件。
莱顿弗罗斯特点是指液体进行稳定薄膜沸腾所需的最低温度,即液体形成稳定水蒸气薄膜的最低温度。普通水的莱顿弗罗斯特点会受到高温物体材料、水中杂质以及水温等因素的影响而发生变化。因此,不同液体的莱顿弗罗斯特点是不同的。
“徒手拍铁水”和“踏火”仪式
一位来自亚美尼亚的铸造工人徒手触摸发红的铁水竟然安然无恙;在我国民俗“踏火”仪式上,表演者可以赤脚走在通红的炭火上。难道他们都习得了像铁砂掌一样的功夫吗?其实,这是因为他们都巧用了莱顿弗罗斯特效应。

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本文刊登于《科学之友》2025年7期
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