【5/20更新】感受一下液氮的寒冷,手指放進液氮里會怎么樣?

低溫下做一些平常做的事會有什么不同,想了想,基本上就是下面這個動圖所表達的意思:

【5/20更新】感受一下液氮的寒冷,手指放進液氮里會怎么樣?的圖1


有了為了感受一下液氮的寒冷

將裝滿空氣的氣球放在液氮里

大家覺得會發生什么

一起看看


空氣迅速液化,氣球萎縮

取出氣球,空氣氣化,氣球膨脹如初

仔細看視頻會發現

手指只要在液氮里不呆太早時間

不會造成組織的損傷

萊頓弗羅斯特現象(Leidenfrost Phenomenon)是指液體不會潤濕炙熱的表面,而僅僅在其上形成一個蒸汽層的現象,由科學家萊頓弗羅斯特在1756年發現。


【5/20更新】感受一下液氮的寒冷,手指放進液氮里會怎么樣?的圖2


1756年有一位名叫萊頓弗羅斯特的科學家在一把燒的通紅的鐵勺上滴上一滴水珠,水珠竟然懸浮起來并持續30秒。

萊頓弗羅斯特效應水滴能夠懸浮起來的原因在于,接觸炙熱的鐵勺后,水滴底部立即形成一層水蒸汽,把水珠與鐵勺隔開,就使得水滴懸浮起來,懸浮起來的水滴暫時不能吸收更多的熱量,減慢了汽化速度,因此懸浮可以持續30秒,這就是萊頓弗羅斯特效應。


【5/20更新】感受一下液氮的寒冷,手指放進液氮里會怎么樣?的圖3


萊頓弗羅斯特點標示出了進行穩定之薄膜沸騰(film boiling,參見boiling)所需之最低溫度,指的是在沸騰曲線上熱流(heat flux)達最低之一點。


同時,液體與熱燙表面之接觸面完全為蒸氣層(vapor blanket)所覆蓋,而此時從熱燙表面向液體所進行之熱傳導是透過此蒸氣層以傳導(conduction)及輻射(radiation)的方式完成。


【5/20更新】感受一下液氮的寒冷,手指放進液氮里會怎么樣?的圖4


1756年,萊頓弗羅斯特觀察到,當熱燙表面上的小水滴四處跳動時,水滴的蒸發速度緩慢。隨著表面溫度再度提高,熱輻射的效應會變得比熱傳導更為顯著,因此這時再提高溫度,熱流會上升。一水平表面之熱流最低點可由Zuber's equation推導而來


【5/20更新】感受一下液氮的寒冷,手指放進液氮里會怎么樣?的圖5


其數值是由飽和溫度所決定。其中C為Zuber常數,于適當的壓力之下大部分的液體C值約為0.09。


一串串數字看下來有點懵,太燒腦了,小編來總結一下吧,萊頓弗羅斯特現象≈天下武功唯快不破。


- End -


公眾號原文鏈接:https://mp.weixin.qq.com/s/93qFaPBlaNLx9n7iHlP78A




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