莱登弗罗斯特效应演示

莱登弗罗斯特效应是以约翰·戈特洛布·莱登弗罗斯特的名字命名的，他在1796年的一篇关于普通水的某些品质的文章中描述了这一现象。

在莱登弗罗斯特效应中，靠近比液体沸点高得多的表面的液体将产生一层蒸汽，使液体绝缘并从物理上将其与表面分离。

从本质上讲，即使表面比液体的沸点高得多，它的蒸发速度也比表面接近沸点时慢得多。液体和表面之间的蒸汽阻止两者直接接触。

莱登弗罗斯特角酒店

要确定莱登弗罗斯特效应发挥作用的精确温度——莱登弗罗斯特点并不容易。如果你把一滴液体放在一个比液体沸点低的表面上，这滴液体会变平并加热。在沸点时，水滴可能发出嘶嘶声，但它会停留在表面并沸腾成蒸汽。

在高于沸点的某个点，液滴的边缘立即蒸发，缓冲剩余液体的接触。温度取决于许多因素，包括大气压力、液滴体积和液体的表面性质。

水的莱登弗罗斯特点大约是其沸点的两倍，但这些信息不能用来预测其他液体的莱登弗罗斯特点。如果你正在演示莱登弗罗斯特效应，最好的办法是使用比液体沸点高得多的表面，这样你就可以确保它足够热。

有几种方法可以证明莱登弗罗斯特效应。使用水、液氮和熔融铅进行的演示是最常见的。

热锅上的水-莱登弗罗斯特效应演示

证明莱登弗罗斯特效应的最简单方法是将水滴洒在热锅或燃烧器上。在这种情况下，莱登弗罗斯特效应具有实际应用。你可以用它来检查一个锅是否足够热，可以用来烹饪，而不用把你的食谱放在一个太冷的锅上！

怎么做

你所需要做的就是加热平底锅或燃烧器，把手浸入水中，然后在平底锅上洒上水滴。如果锅足够热，水滴会从接触点飞走。如果控制平底锅的温度，也可以使用此演示来说明莱登弗罗斯特点。

水滴会在凉锅上变平。它们将在100°C或212°F的沸点附近变平并沸腾。水滴将继续以这种方式运动，直到到达莱登弗罗斯特点。在这个温度和更高的温度下，可以观察到莱登弗罗斯特效应。

液氮莱登弗罗斯特效应演示

用液氮证明莱登弗罗斯特效应最简单、最安全的方法是将少量液氮洒在地面上，如地板上。任何室温表面都远高于氮气的莱登弗罗斯特点，其沸点为−195.79°C或−320.33°F。氮滴在表面上跳跃，很像热锅上的水滴。

这种演示的一种变体是向空气中扔一杯液氮。这可以通过观众来完成，尽管通常认为为儿童进行演示是不明智的，因为年轻的调查人员可能希望将演示升级。一杯液氮在空气中是可以的，但是一杯或更大体积的液氮直接扔向另一个人可能会导致严重烧伤或其他伤害。

一口液氮

一个更危险的演示是在嘴里放少量液氮，然后吹出一股液氮蒸汽。莱登弗罗斯特效应在这里是看不见的——它是保护口腔组织免受损伤的东西。该演示可以安全进行，但存在风险因素，因为摄入液氮可能会致命。

氮是无毒的，但它的蒸发会产生一个巨大的气泡，能够使组织破裂。摄入大量液氮可能导致寒冷对组织造成损害，但主要风险来自氮气蒸发压力。

安全注意事项

任何关于莱登弗罗斯特效应的液氮演示都不应该由孩子们进行。这些只是成人的示范。对任何人来说，都不鼓励一口液态氮，因为它可能会发生事故。但是，您可能会看到它被完成，并且它可以安全地完成，不会造成伤害。

上交熔融铅雷登弗罗斯特效果演示

把你的手放在熔化的铅中是莱登弗罗斯特效应的一个演示。下面是如何做到这一点，而不是被烧伤！

怎么做

设置非常简单。演示者用水浸湿手，将其浸入熔化的铅中，然后立即从中取出。

为什么有效

铅的熔点为327.46°C或621.43°F。这远高于水的莱登弗罗斯特点，但不会太热，以至于很短的绝缘暴露会灼伤组织。理想情况下，这相当于使用热垫从非常热的烤箱中取出平底锅。

安全注意事项

此演示不应由儿童进行。铅刚好高于其熔点是很重要的。另外，请记住铅是有毒的。不要使用炊具熔化铅。执行此演示后，请务必彻底洗手。任何不受水保护的皮肤都会被烧伤。

就我个人而言，我建议将一根浸湿的手指浸入铅中，而不是整只手，以将风险降至最低。此演示可以安全地进行，但确实会带来风险，可能应该完全避免。2009年电视节目MythBusters的“迷你神话大混乱”一集很好地展示了这种效果，适合向学生展示。