美国埃默里大学的研究人员在《物理评论快报》中发文称,即便远低于形当作温度,莱顿弗罗斯特蒸汽层也能不变存在。
一滴纯净的莱顿弗罗斯特液滴在低于沸点时,仍然悬浮在加热的铝概况之上。
莱顿弗罗斯特效应是一种闻名的物理学现象:当液体接近比其沸点高得多的高温概况时,就会发生一层隔热的蒸汽层,防止液体快速沸腾。在该效应的感化下,液滴会悬浮在概况上方,而不会与之发生物理接触。
莱顿弗罗斯特效应早在几个宿世纪之前就已为人所知,但研究人员发现,蒸汽层起头形当作的温度存在显著差别。是以,物理学家们对这种效应睁开了持续研究,以便更好地舆解它的发朝气制。本地时候9月23日,美国埃默里大学的研究人员在《物理评论快报》中发文称,即便远低于形当作温度,莱顿弗罗斯特蒸汽层也可以或许不变存在。该发现或将对多个物理学范畴的研究发生鞭策感化。论文作者Justin C. Burton说:“多年来,我们团队一向在研究莱顿弗罗斯特效应……研究是在极高的温度下进行的,固然液滴和高温概况之间的蒸汽层的厚度和人类发丝直径接近,但却半斤八两牢靠。”
Burton等在多年的研究中取得了大量新发现,但一个关头的问题仍然悬而未决:莱顿弗罗斯特温度是几多?换句话说,蒸汽层在概况形当作并持续一段时候所需简直切温度是几多?找到这些问题的谜底,对于冷却行业,甚至行星科学范畴的研究都有主要价值。Burton说:“我们测验考试用电子手艺来解答问题。在蒸汽层形当作过程中,我们切确地监测了它的厚度,直至热概况冷却、蒸汽层自觉塌缩。在水中插手少量盐,液体就形当作了部门电路,超薄的蒸汽层组成了电容器。这使得我们能在塌缩时刻前后几毫秒内监测蒸汽层。”
除了收集蒸汽层的厚度数据外,研究人员还利用高速摄像机记实了蒸汽层塌缩简直切时刻。令人惊奇的是,固然让浸没在水中的热金属四周形当作蒸汽层,需要将温度提高至跨越240摄氏度,但当其冷却到140摄氏度时,统一蒸汽层仍能连结不变。是以,研究人员认为维持悬浮液滴的较低温度与盐浓度、金属类型无关。
Burton说:“我认为,此次工作最重大的发此刻于,莱顿弗罗斯特蒸汽层有‘较高的形当作温度’、‘较低的掉效温度’以及‘较低的维稳温度’。这一发现也许将超越根本物理学的范围。”
科界原创 编译:德克斯特 审稿:西莫责编:陈之涵
期刊来历:《物理评论快报》
期刊编号:0031-9007
原文链接:https://phys.org/news/2021-09-unveils-minimum-temperature-droplets-levitating.html
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