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莱顿弗罗斯特效应升级版:小液滴玩起了碰碰车~

在下面的视频中,我们会看到一个较大的透明液滴,和一个蓝色的小液滴,它们的成分分别是水和染色的酒精。水和酒精是相互混溶的,它们相遇时本应该立即融合到一起,但在这里情况却不同:接触到水滴的酒精液滴数次被弹开,直到视频最后才终于融入了水滴当中。

这些液滴都位于一块灼热的金属表面,金属的温度为250℃。液滴变成了圆圆的样子,并且在金属表面晃动游走,这是莱顿弗罗斯特效应导致的——简单说,就是液体在远超过沸点的灼热表面上形成了一层蒸汽,气垫将液滴托了起来。

而小液滴可以互相碰撞又弹开,其实也是源于另一种形式的莱顿弗罗斯特效应。水与乙醇的沸点不同,当它们分别悬浮在灼热表面上时,各自的温度也有差异(分别处于各自的沸点温度)。因此,对于温度和沸点都较低的乙醇液滴而言,旁边的水滴也可以看成是另外一个“灼热的表面”,当它与水滴接触时,接触面上也因此产生了蒸汽气垫,于是乙醇液滴就被弹开了。

由于在两个液滴的下方和它们之间都产生了蒸汽气垫,因此研究者把这个现象称为“三重莱顿弗罗斯特效应”。最近,这个有趣的现象发表在了PHYSICAL REVIEW LETTERS上。

一个示意图如下:

下面这个是一个乙二醇(透明)和氯仿(蓝色)液滴的碰撞,也是同样的现象,这一次能看到比较明显的蒸汽和白雾形成。

信源和视频来源:https://physics.aps.org/articles/v14/160

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