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莱特弗罗斯顿现象效应的日常应用

发布时间:  浏览: 次  作者:www.tl6.net
不粘锅即做饭不会粘锅底的锅。不粘锅之所以不粘,一种是因为其内表面涂覆有一层防粘性涂层,这些涂层材料具有良好的润滑性,摩擦系数小,表面张力较小,使其难以粘附物质,所以食物就不容易粘上去;另一种则是使用高密度材料,保证表面原子足够致密,当料理物分子与锅壁分子非常接近时,在一定温度下,分子间斥力占主导,从而达到“不粘”的效果,其原理与水珠可在荷叶上自由滚动类似。

 

不粘锅常见的涂层材料有两类:

◆含氟聚合物,如聚四氟乙烯(特氟龙);

◆硅氧聚合物,如陶瓷涂层材料。

相较而言:含氟聚合物的涂层不粘性更好,而陶瓷涂层的耐刮擦性更好。

 

  

不粘锅广告

 

 

然而,最近有网红直播带货不粘锅,却变成“大型翻车”现场,鸡蛋打入锅中沾得比双面胶还牢固,用铁铲子都铲不掉,事后厂家解释称是操作不当造成的。

 

实际上,这种“不粘锅”很有可能并没有采取如上面所说的防粘措施,而是利用一种自然界中的物理现象——莱顿弗罗斯特现象来进行“不粘”效果的演示。利用这种效应,普通的锅也可以达到“不粘”的效果。

 

 

01

什么是莱顿弗罗斯特效应?

莱顿弗罗斯特效应是在1732年由荷兰植物学家赫尔曼最早发现的,后来在1756年由德国科学家莱顿弗罗斯特重新深入探讨。

 

莱顿弗罗斯特效应指的是:当一种液体接触一温度远超其沸点的高温物(达到莱顿弗罗斯特点)时,液体与高温物接触的部分会发生剧烈沸腾,产生一个蒸汽层,将液体与高温物隔开,起到很好的隔热效果,进而大大降低液体的沸腾速度。

原理图

 

随着蒸发的持续进行,液滴的内部结构变得不均匀,各部分蒸发速度不同,就会产生一个不平衡的力推动液滴自由滚动。

 

滚动

 

要演示莱特福罗斯顿效应,最简单的办法就是把一口铁锅烧热,将水滴入锅中,就可以看到水在锅中自由滚动甚至水珠发生跳动。

 

  

水的莱特福莱斯顿效应

 

同理,将鸡蛋打入锅中,由于鸡蛋中有很多的水,只要锅足够热,就会在鸡蛋与锅接触部分迅速形成一层蒸汽层,将鸡蛋“托起来”,鸡蛋就可以在蒸汽层上滑来滑去;当锅的温度较低,不能形成这一蒸汽层时,鸡蛋自然就会粘到锅上了。因此,只要温度够高,即使是一口普通的铁锅,也可以达到“不粘”的效果。很多商家在演示中就利用了这个原理。

 

02

莱特弗罗斯顿效应的日常应用

有很多现象可以用莱特弗罗斯顿效应解释。

 

我国闽南许多传统村落都保留着一种名叫“过火”的民俗活动,即赤着双脚,走过烧得发红的木炭铺成的“火毯”,村民们以此向神明祈求平安和好运。

 

厦门同安新民镇“过火”仪式

 

村民们赤脚走过炭火却没有受伤,就是由于莱顿弗罗斯特效应。在仪式前,村民们先用水浸泡双脚,当脚接触到炭火时,由于炭火的温度很高,脚上的水会剧烈沸腾,形成一层蒸汽层,阻隔了脚和炭火的直接接触,气体的隔热性能非常好,大大减缓了高温炭到足底的热传递。需要注意的是,“过火”的速度应该很快,如果速度较慢,脚上的水蒸气耗尽,无法再形成保护层,脚就会烫伤。

 

与之相似的还有网上“手打铁水”的视频。

 

  

手打铁水

 

手打铁水也是先在手上沾水,再去快速击打铁水,接触铁水时手上的水剧烈沸腾产生蒸汽层而起到保护作用。

 

2014年时,为了让更多的人了解“渐冻症”,国外兴起了一项冰桶挑战,即用冰水浇遍全身。不久后,有人玩出了更刺激的花样,把冰水换成了液氮从头浇下,人也没有被冻伤。这同样是由于莱顿弗罗斯特效应。

 

液氮冰桶挑战

 

液氮的沸点是-196℃,与之相比,人体的温度已经高出很多了。当一个人拿一桶液氮从头浇下,液氮顺着身体向下流,与人体接触的部分就会剧烈沸腾,在人的身上形成一层液氮的蒸汽层,阻隔人体向液氮传热,短时间内人不会被冻伤。

 

虽然从理论上讲,上述行为均可行,但在实际生活中,要发生莱顿弗罗斯特效应并不容易,要时间、温度等条件同时具备还是很困难的,因此还是要注意安全,不要模仿上述“危险”行为。

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关键词:莱特弗罗斯顿,日常应用

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