iPon Hírek

Vízforralás buborékok nélkül

Dátum | 2012. 09. 17.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Annak ellenőrzésére, hogy elég forró-e a serpenyő egy alkalmas módszer, ha vizet csöppentünk bele. Ha az edény hőmérséklete kellő mértékben a víz forráspontja fölött van, akkor a vízcseppek ide-oda korcsolyáznak a felületen a forró serpenyő hatására létrejövő aprócska gőzpárnáikon. A Leidenfrost-tüneménynek vagy Leidenfrost-jelenségnek nevezett fizikai jelenség pontosan ezt a folyamatot írja le. A folyadékcseppet a forráspontjánál jelentősen melegebb környezetben gőzréteg veszi körül, amely hőszigetelőként viselkedve lassítja a csepp forráspontra hevülését, és így annak elpárolgását. Ennek következtében a csepp viszonylag hosszú ideig megmarad. A fémlap hőmérsékletének növelésével a vízcsepp élettartama egy ideig növekszik, majd csökkenni kezd. Azt a hőmérsékletet, ahol a legtöbb ideig marad meg a vízcsepp, Leidenfrost-pontnak nevezik. Desztillált víz esetében a csepp egy 200‒240 °C-os kanálban 60 másodpercig is „elélhet”.

A Leidenfrost-jelenség áll annak a felfedezésnek a hátterében is, amelyről nemrég számoltak a Nature oldalain. Ennek lényege, hogy a víz felforralható bugyborékolás nélkül, amennyiben a főzőedény felületét úgy kezelik, hogy az említett gőzréteg ne omoljon össze. A cél érdekében a felületnek erősen víztaszítónak kell lennie, mondta el Ivan Vakarelski, a szaúd-arábiai Abdullah Király Egyetem mérnöke. Az effektus hasznos lehet a fémek hűtése és hevítése során, valamint segíthet csökkenteni a hajók közegellenállását is.


Vakarelski és kutatócsoportja fém gömböket vont be egy kereskedelmi forgalomban hozzáférhető víztaszító anyaggal, amely egyben rücskössé is tette ezek felületét, majd a szuperhidrofób golyókat 400 Celsius fokra hevítette. Egy adag bevonat nélküli gömböt ugyanakkor 700 ˚C-ra melegítettek. A golyókat szobahőmérsékletű vízbe dobták, ahol gőzréteg képződött körülöttük. A bevonattal nem rendelkező gömbök esetében ez gyorsan összeomlott, aminek hatására a víz robbanásszerűen forrni és bugyborékolni kezdett. A bevont golyók viszont megtartották gőzrétegüket miközben lehűltek, így nem okoztak buborékokat, de ugyanúgy felhevítették a vizet.

A felfedezést számos területen hasznosítani lehet majd, véli Vincent Craig, ausztrál matematikus. A kutatók bizonyították, hogy a felület kezelése révén a gőzréteg alacsony hőmérsékleten is megőrizhető, ami segíthet például a mikrofolyadék készülékekben jelentkező súrlódás csökkentésében.


Egy másik kísérlet során a kutatók fémrudakat vontak be a hidrofób anyaggal, majd ezeket és a kezeletlen rudakat vízbe lógatták és belülről melegíteni kezdték. A bevonat nélküli rudak nem tudtak 106 ˚C-nál magasabb hőmérsékletre melegedni, mert a velük érintkező víz folyamatosan hűtötte ezeket. A hidrofób rudak hőmérséklete viszont 250 °C-ig emelkedett, mivel a kialakuló gőzréteg gyakorlatilag hőszigetelte őket.

A következő lépésben a szakértők megpróbálják kialakítani a gőzréteget a víz forráspontjánál jóval kisebb hőmérsékleteken is. A víz folyékony állapotban és vízgőzként is képes létezni szobahőmérsékleten, ahhoz azonban, hogy gőz állapotban maradjon, energiát kell befektetni. A kutatók szerint egy megfelelően kiképzett felület segítségével talán elérhető, hogy a vízgőz stabil maradjon ilyen alacsony hőmérsékleteken is. Egy erre képes bevonat pedig óriási előnyökkel járhat például a hajózásban, hiszen lecsökkenti a hajótest közegellenállását, valamint megakadályozza, hogy aprócska élőlények telepedjenek meg a felületen.
 

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

2. vna
2012.09.17. 18:02
Visszatérnek a gőz-hajók??
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. NKing
2012.09.18. 16:20
user12: Nem megölik, hanem megakadályozzák, hogy a hajó falára telepedjen. Azok az élőlények jól megvoltak a hajók előtt is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!