Логин:   Пароль:  

Соцсети



Ещё в разделе
Опрос

Как вам наш ресурс ?

Отлично
Хорошо
Удов.
Плохо


Результаты
Все опросы

Партнёры

Материалы с особой нано-поверхностью позволяют кипеть воде без пузырьков

Процесс кипячения воды у многих ассоциируется, в первую очередь, с многочисленными пузырьками, которые поднимаются со дна нагреваемого сосуда на поверхность жидкости. Такой, казалось бы, простой и всем известный процесс сложно представить как-то иначе, од
Автор: Роман Галиброда
Написал: halibroda Дата: 2012-09-28 17:29
Процесс кипячения воды у многих ассоциируется, в первую очередь, с многочисленными пузырьками, которые поднимаются со дна нагреваемого сосуда на поверхность жидкости. Такой, казалось бы, простой и всем известный процесс сложно представить как-то иначе, однако, ученые утверждают, что теперь вода может кипеть и без пузырьков. Подобный эффект уже раньше демонстрировали ученые при помощи различных физических ухищрений, но новый вариант кипячения жидкости без пузырьков имеет совершенно другую природу.


Дело в том, что продемонстрированное явление позволяет использовать воду в качестве высокоэффективного охладителя других предметов, которые имеют температуру, превышающую температуру точки кипения для воды. При таком явлении наблюдается так называемый эффект Лейденфроста. В природе (да и в жизни) такое встречается весьма часто. Достаточно вспомнить раскаленную сковороду, на которую попадает капелька жидкости. Если посмотреть на это внимательнее, то можно отметить, что капля не растекается по поверхности нагретой сковороды, а катается по ней и, испаряясь, шипит. Такое взаимодействие жидкости с раскаленной поверхностью объясняется тем, что достаточно высокая температура поверхности способна испарить столько воды, сколько ее понадобится для образования паровой подушки между каплей и соприкасающейся поверхностью. Когда же температура раскаленной поверхности снижается, водная капля вновь касается этой поверхности, в результате чего происходит своеобразный маленький взрыв, спровоцированный быстрым испарением некоторого количества влаги.

Стоит отметить, что эффект Лейденфроста является существенной проблемой при технологических процессах на металлургических и химических производствах, а также в ядерных реакторах. Говоря иначе, эффект Лейденфроста крайне нежелателен там, где вода может касаться сильно нагретых металлических предметов, поскольку в некоторых случаях это может привести к взрыву. Но все меняется, если сделать так, чтобы вода постоянно держалась от раскаленной поверхности на некотором расстоянии, в результате чего поверхностный слой, контактирующий с жидкостью, сможет своевременно охлаждаться. Такое решение позволяет свести вероятность взрыва до нуля.

Для реализации вышеописанной задачи ученые провели интересный эксперимент, в ходе которого поверхность из металлических шаров была покрыта сверхгидрофобным материалом из нано-частиц. Металл подвергся нагреванию до температуры 400°C, после чего испытуемый образец погрузили в емкость с водой. В обычных условиях сильно раскаленный предмет вызвал бы небольшой паровой взрыв, однако вместо этого ученые наблюдали, как не входящая в контакт с металлической поверхностью жидкость, быстро нагревалась без признаков активного «пузырения», а температура самого металлического предмета достаточно быстро упала с 400°C до 100°C. Таким образом, практически полностью был исключен эффект Лейденфроста.

По словам ученых, такая модель вряд ли будет использоваться при изготовлении металлической кухонной посуды. Но вот в атомной и тепловой энергетике новая разработка может найти широкое применение, поскольку покрытие из нано-частиц позволяет сделать некоторые технологические процессы, где подразумевается контакт воды и раскаленных предметов, более безопасными.


Рейтинг:
Комментарии: (0)

Пока комментариев нет
2006-2015г. © Научно-Образовательный портал "Вся Физика"
Копирование материалов с данного сайта разрешено, при условии наличия ссылки на ресурс "Вся Физика"
Страница создана за 0.058 секунды