Podle klasické rady našich babiček poznáte správně rozpálenou litinovou pánev ke smažení lívanců podle chování kapky vody. Pokud je pánev příliš studená, kapka se rozlije po povrchu a se zasyčením ihned zmizí. Na dostatečně rozehřáté pánvi se však voda promění v neposedné kuličky a začne divoce tančit po povrchu.
Leidenfrostův jev a kouzelnické trikyS Leidenfrostovým jevem se můžete setkat i během vystoupení některých iluzionistů. K oblíbeným salonním trikům patří například ohnutí žhnoucího pohrabáče holou rukou, otisknutí dlaně do čerstvě vyfouknutého skla, nebo dokonce olíznutí do ruda rozpálené ocelové tyče bez pozorovatelných následků na zdraví. Všechny tyto triky spojuje právě izolační schopnost tenké vrstvičky páry a vysoká tepelná kapacita vody. Během krátkého dotyku vlhkou rukou dojde k přenosu pouze velmi malého množství tepla, které nestačí ke vzniku popáleniny. Princip těchto triků demonstroval ve svých přednáškách i učitel a popularizátor fyziky Dr. Jearl Walker ponořením dlaně pod hladinu kapalného olova. Na video experimentu se můžete podívat zde. |
Toto překvapivé chování, nazývané po svém objeviteli Leidenfrostův jev, má poměrně jednoduché vysvětlení. Při dostatečně vysoké teplotě povrchu se pod kapkou vody vytvoří tenká vrstvička páry, která ji nadnáší a zabraňuje jejímu rozlití po povrchu kovu, a levitující kapka si tak díky povrchovému napětí uchová svůj oblý tvar.
Vodní pára je na rozdíl od kapalné vody také velmi špatný vodič tepla. Vytvořená vrstvička páry o síle pouhé desetiny milimetru tak kapku účinně izoluje od zdroje tepla. Zatímco při teplotě povrchu kolem 170 °C se voda odpaří prakticky ihned, tak při teplotách nad 200 °C přežijí kapky vznášející se na parním polštáři více než dvě minuty.
Schéma Leidenfrostova jevu
S pozoruhodnou aplikací tohoto jevu přišli v nedávné době vědci z anglické univerzity v Bathu. Členové týmu Dr. Takashiny zjistili, že je možné nejen pomocí vhodně rýhovaného kovového povrchu nasměrovat kapky požadovaným směrem, ale že při mírném naklonění zubatých destiček kapky dokonce samy ochotně tečou vzhůru. Ukázali také, že přesný směr pohybu kapiček je možné přesněji ovlivňovat pomocí různých tvarů vrypů a vhodnou volbou teploty kovu.
Toto zajímavé chování vody při vysokých teplotách pak efektně demonstrovali sestavením Leidenfrostova bludiště. To se skládá z vyhřívaných hliníkových bločků, které pomocí rýhování navádějí kapky správným směrem skrz dráhu vymezenou kovovými přepážkami. Po umístění na startovní pozici si tak jednotlivé kapky za slabého syčení samy razí klikatou cestu směrem k cíli.
Experiment uskutečnili odborníci z University of Bath. Do článku jsme se souhlasem univerzity doplnili upravené video a ilustraci.
