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莱顿弗罗斯特效应是什么?

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莱顿弗罗斯特效应(Leidenfrost Effect)是一种 物理现象,具体表现为当液体接触到远超其沸点的炙热表面时,液体并不会立即大面积沸腾,而是先在接触点迅速汽化,形成一层蒸气层。这层蒸气层如同一层气垫,将液体与炙热表面隔开,从而减缓了热量从炙热表面传递到液体的速度,使得液体能够在一段时间内保持相对稳定的状态,不会立即被加热至沸腾。

当液体滴落在温度远超其沸点的固体表面时(约200°C,即莱顿弗罗斯特温度点LFP),在液体与超高温表面之间瞬间产生一层蒸汽,这层蒸汽会将液体与高温表面隔开,从而阻碍热量的传递。这是因为水滴在接触到铁板的一瞬间,就会在水滴与铁板之间形成一个汽化层,从而阻碍了热量的进一步传递。简单来说就是水滴其实是悬浮在铁板表面,并没有与铁板直接接触。

在莱顿弗罗斯特效应下,水珠中跟铁板接触的部分会迅速沸腾形成水蒸气,与此同时水珠尚保持液体的状态,由于水蒸气的传热比液体水慢得多,蒸气层阻隔水直接接触滚烫铁板并大大降低水滴沸腾的速度。

莱顿弗罗斯特效应是由科学家莱顿弗罗斯特在1756年首次发现的,因此得名莱顿弗罗斯特效应。这个效应在日常生活中也有许多应用,例如在烹饪中,水滴在热锅上形成的蒸汽层可以使食物不粘锅。