Pri teplote vyššej ako 193 °C (379 °F) sa s vodou vo váze stane niečo magické.

Takzvaný Leidenfrostov efekt, keď striekate vodu na horúci povrch, kvapôčky plávajú nad povrchom na vrstve pary. Krúžia ešte chvíľu alebo dva dlhšie, ako by boli pri nižšej teplote (ale stále nad bodom varu) a kĺžu po panvici a potom sa odparia.

Stáva sa to pri všetkých rôznych typoch kvapalín, pokiaľ sú teploty výrazne nad bodom varu každej konkrétnej kvapaliny. Vedci však objavili niečo ešte zaujímavejšie – že tento efekt môže nastať aj medzi dvoma kvapkami rôznych kvapalín, čo spôsobí, že sa od seba odrazia.

Tím výskumníkov vedený prvým autorom, fyzikom z University of Puebla, Felipem Pachecom Vázquezom, sa zameral na kvapaliny ako voda, etanol, metanol, chloroform a formamida analyzovali, či by sa dve kvapky z každej skupiny tekutín okamžite „spojili“ do jednej kvapky, alebo sa odrazili postupne (odrazia sa od seba viackrát).

Urobili to tak, že použili malú kovovú platňu s miernym vnútorným sklonom a zahriali ju na 250 °, čo bolo výrazne nad bodmi varu kvapalín (ktoré sa pohybovali od 50 °C pre acetón do 146 °C v laboratórnom formamide. ).

Potom sa do malej kvapky zafarbenej na modro pridala veľká kvapka jednej tekutiny a sledovali, čo sa stalo. Niektoré – keď boli obe kvapky rovnakého typu kvapaliny alebo kvapalín s podobnými bodmi varu – sa okamžite spojili, keď do seba vkĺzli v najnižšom bode na tanieri.

Iní si dali načas, kým sa zlúčili. Vyzerali ako malá kvapka odrážajúca sa od veľkej kvapky. Môžete to vidieť medzi etanolom (malá kvapka) a vodou (veľká kvapka) nižšie vo videu:

https://www.youtube.com/watch?v=sqWzhzhAE8o

„Priama fúzia pokračuje niekoľko milisekúnd a bola pozorovaná hlavne v kvapôčkach rovnakej kvapaliny (ako je voda-voda) alebo v kvapalinách podobných vlastností (ako je etanol-izopropanol),“ Tým píše na nový papier.

„Naproti tomu kvapôčky s veľkými rozdielmi vo vlastnostiach (ako je voda-etanol alebo voda-acetonitril) pokračujú v odraze počas niekoľkých sekúnd alebo dokonca minút, keď sa vyparujú na kritickú veľkosť, aby sa nakoniec spojili.“

Nakoniec, po tom, čo sa rýchlejšie odparujúca tekutina zmrští na určitý objem, sa tieto dve kvapky spoja a následne „vybuchnú“ – namiesto dvoch máte korčuľujúcu sa trochu väčšiu zmes tekutín.

V tabuľke nižšie môžete vidieť, či sa niektorá z dvoch kvapalín spojila (c), odrazila (r), vytvorila zmes oboch (c / r), alebo v špeciálnych prípadoch zostala ako samostatné fázy, pretože sa nedali zmiešať (x ).

Výsledok zrážky dvoch kvapiek Leidenfrostu. (Pacheco Vazquez a kol., PRL, 2021)

Tím naznačuje, že tento odraz je v skutočnosti „trojitý efekt Leidenfrost“, pri ktorom kvapôčky skončia nielen v izolačnej vrstve pár z povrchu horúcej platne, ale aj medzi týmito dvoma kvapkami.

„Dynamika odrazu sa vytvára, pretože kvapôčky nie sú len v stave Leidenfrost so substrátom, ale tiež medzi sebou zažívajú Leidenfrostov efekt v momente dopadu,“ Tým píše.

„Je to spôsobené rôznymi teplotami varu, a preto teplejší ponor pôsobí ako horúci povrch pre kvapku s nižším bodom varu, výsledkom čoho sú tri kontaktné zóny v stave Leidenfrost súčasne. Tento scenár sme nazvali trojitým efektom Leidenfrost.“

Pátranie bolo zverejnené v r Fyzické kontrolné listy.