Капли воды на раскалённой плите часто «живут» дольше, чем на просто горячей. Почему?
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Есть критическая температура, температура Лейденфроста, для воды на стали — около \(200^\circ\mathrm{C}\) и выше. Если плита горячее:
— нижний слой капли мгновенно превращается в пар;
— давление пара поднимает каплю;
— капля танцует на паровой подушке толщиной доли миллиметра.
Теплопроводность пара в десятки раз хуже воды и в сотни — металла. Поток тепла к капле мал, она живёт секунды и десятки секунд, катается по плите, постепенно уменьшаясь.
Если плита «просто горячая» (\(120\)–\(150^\circ\mathrm{C}\)), паровая подушка не удерживается: капля смачивает поверхность, площадь контакта велика, тепло прёт напрямую, капля шипит и исчезает за секунду.
Поэтому на раскалённой сковороде брызги живут дольше, чем на тёплой — парадокс только кажущийся.
На раскалённой плите под каплей мгновенно вскипает пар и держит её над металлом. Паровая подушка плохо проводит тепло, капля живёт десятки секунд. На «просто горячей» плите подушка не удерживается: капля смачивает металл и сшипит за секунду. Парадокс только кажущийся.
Оценка времени жизни. Капля 0,1 г, поток через подушку \(\sim0{,}6\) Вт, \(t\sim mr/N\sim400\) с — минуты, порядок верный (реальные капли меньше). На смачивающей поверхности мощность в сто раз больше, время — секунды. Температура Лейденфроста для воды на стали — около двухсот градусов и выше.