Demonstrações do Efeito Leidenfrost

Existem várias maneiras de demonstrar o efeito Leidenfrost. Aqui está uma explicação do efeito Leidenfrost e instruções para realizardemonstrações científicascom água, nitrogênio líquido e chumbo.

Demonstrações do Efeito Leidenfrost

Vystrix Nexoth

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Vystrix Nexoth

O efeito Leidenfrost é nomeado para Johann Gottlob Leidenfrost, que descreveu o fenômeno em Um tratado sobre algumas qualidades da água comum em 1796 .

No efeito Leidenfrost, um líquido próximo a uma superfície muito mais quente do que o ponto de ebulição do líquido produzirá uma camada de vapor que isola o líquido e o separa fisicamente da superfície.

Essencialmente, embora a superfície seja muito mais quente do que a ponto de ebulição do líquido, évaporizamais lentamente do que se a superfície estivesse perto do ponto de ebulição. O vapor entre o líquido e a superfície impede que os dois entrem em contato direto.

O Ponto Leidenfrost

Não é fácil identificar a temperatura precisa na qual o efeito Leidenfrost entra em ação - o ponto Leidenfrost. Se você colocar uma gota de líquido em uma superfície mais fria do que o ponto de ebulição do líquido, a gota se achatará e aquecerá. No ponto de ebulição, a gota pode assobiar, mas ficará na superfície e ferverá em vapor.

Em algum ponto acima do ponto de ebulição, a borda da gota de líquido vaporiza instantaneamente, amortecendo o restante do líquido do contato. A temperatura depende de muitos fatores, incluindo pressão atmosférica , o volume da gota e as propriedades da superfície do líquido.

O ponto Leidenfrost para a água é cerca de duas vezes seu ponto de ebulição, mas essa informação não pode ser usada para prever o ponto Leidenfrost para outros líquidos. Se você estiver realizando uma demonstração do efeito Leidenfrost, sua melhor aposta será usar uma superfície que seja Muito de mais quente do que o ponto de ebulição do líquido, então você terá certeza de que está quente o suficiente.

Existem várias maneiras de demonstrar o efeito Leidenfrost. Demonstrações com água, nitrogênio líquido e chumbo derretido são as mais comuns.

Água em uma Panela Quente - Demonstração do Efeito Leidenfrost

Licença Cryonic07/Creative Commons

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Licença Cryonic07/Creative Commons

A maneira mais simples de demonstrar o efeito Leidenfrost é borrifar gotas de água em uma panela ou queimador quente. Neste caso, o efeito Leidenfrost tem uma aplicação prática. Você pode usá-lo para verificar se uma panela está quente o suficiente para ser usada para cozinhar sem arriscar sua receita em uma panela muito fria!

Como fazer isso

Tudo o que você precisa fazer é aquecer uma panela ou queimador, mergulhar a mão na água e polvilhar a panela com gotas de água. Se a panela estiver quente o suficiente, as gotas de água deslizarão para longe do ponto de contato. Se você controlar a temperatura da panela, também poderá usar esta demonstração para ilustrar o ponto Leidenfrost.

As gotas de água vão se achatar em uma panela fria. Eles vão achatar perto do ponto de ebulição a 100 ° C ou 212 ° F e ferver. As gotículas continuarão a se comportar dessa maneira até chegar ao ponto Leidenfrost. Nesta temperatura e em temperaturas mais altas, o efeito Leidenfrost é observável.

Demonstrações do Efeito Leidenfrost de Nitrogênio Líquido

David Monniaux

A maneira mais fácil e segura de demonstrar o efeito Leidenfrost com nitrogenio liquido é derramar uma pequena quantidade sobre uma superfície, como o chão. Qualquer superfície de temperatura ambiente está bem acima do ponto Leidenfrost para nitrogênio, que tem um ponto de ebulição de -195,79 °C ou -320,33 °F. Gotas de nitrogênio deslizam pela superfície, como gotas de água em uma panela quente.

Uma variação dessa demonstração é jogar uma xícara cheia de nitrogênio líquido no ar. Isso pode ser feito com o público, embora geralmente seja considerado imprudente fazer essa demonstração para crianças, já que os jovens investigadores podem querer escalar a demonstração. Um copo de nitrogênio líquido no ar é bom, mas um copo cheio ou um volume maior jogado diretamente em outra pessoa pode resultar em queimaduras graves ou outros ferimentos.

Boca Cheia de Nitrogênio Líquido

Uma demonstração mais arriscada é colocar uma pequena quantidade de nitrogênio líquido na boca e soltar baforadas de vapor de nitrogênio líquido. O efeito Leidenfrost não é visível aqui - é o que protege o tecido da boca contra danos. Essa demonstração pode ser realizada com segurança, mas há um elemento de risco, pois a ingestão de nitrogênio líquido pode ser fatal.

O nitrogênio não é tóxico, mas sua vaporização produz uma gigantesca bolha de gás, capaz de romper tecidos. Danos nos tecidos causados ​​pelo frio podem resultar da ingestão de uma grande quantidade de nitrogênio líquido, mas o principal risco é a pressão de vaporização do nitrogênio.

Notas de segurança

Nenhuma das demonstrações de nitrogênio líquido do efeito Leidenfrost deve ser realizada por crianças. Estas são demonstrações apenas para adultos. A boca cheia de nitrogênio líquido é desencorajada, para qualquer pessoa, devido ao potencial de um acidente. No entanto, você pode vê-lo feito e pode ser feito com segurança e sem danos.

Mão na demonstração do efeito Leidenfrost de chumbo derretido

Alquimista-hp

Colocar a mão no chumbo derretido é uma demonstração do efeito Leidenfrost. Veja como fazer isso e não se queimar!

Como fazer isso

A configuração é bem simples. O demonstrador molha a mão com água e mergulha-a imediatamente no chumbo derretido.

Por que funciona

O ponto de fusão do chumbo é 327,46°C ou 621,43°F. Isso está bem acima do ponto Leidenfrost para água, mas não tão quente que uma exposição isolada muito breve queimaria o tecido. Idealmente, é comparável a remover uma panela de um forno muito quente usando uma almofada quente.

Notas de segurança

Esta demonstração não deve ser realizada por crianças. É importante que o chumbo esteja logo acima de seu ponto de fusão. Além disso, tenha em mente chumbo é tóxico . Não derreta chumbo usando panelas. Lave bem as mãos depois de realizar esta demonstração. Qualquer pele não protegida pela água será queimado .

Pessoalmente, eu recomendaria mergulhar um único dedo molhado no chumbo e não uma mão inteira, para minimizar o risco. Essa demonstração pode ser realizada com segurança, mas envolve riscos e provavelmente deve ser evitada por completo. O episódio de 2009 'Mini Myth Mayhem' do programa de televisão MythBusters demonstra esse efeito muito bem e seria apropriado para mostrar aos alunos.