מה זה אפקט ליידנפרוסט?

כאשר מטפטפים מים על מחבת חמה - הם רותחים מהר וזה ידוע, אבל מה שמעניין זה מה שמתרחש כאשר המחבת ממש חמה ואז הם דווקא רותחים לאט! הניסוי מחייב השגחה של מבוגר! הרחבה על המדע שמאחורי הניסוי: https://bit.ly/4mtlx1Q ניסוי מדע בבית #227
זהו סרטון מתוך הסדרה: "ניסויי מדע בבית" של מכון דוידסון לחינוך מדעי -- הזרוע החינוכית של מכון ויצמן למדע.
אימייל לפניות: avraham.saig@weizmann.ac.il
מדור 'מדע בבית' שבאתר האינטרנט של מכון דוידסון (שם ניתן למצוא ניסויים נוספים שאפשר לעשות בבית):
http://davidson.weizmann.ac.il/online/scienceathome

דף הפייסבוק של מכון דוידסון (באמצעותו אפשר להישאר מעודכן בחדשות מדע, סרטים חדשים, ציטוטים מעניינים וצילומים של פעילויות):
http://www.facebook.com/DavidsonOnLine

כתיבה, הגשה, ועריכה: ד"ר אבי סאייג
צילום: שלי קרן-גיל
כתוביות: כרמל הפקת כתוביות
#shorts #טיקטוק

זה ניסוי שאפשר להראות בכיתה בזמן שיעור מדעים, או כימיה, כאשר לומדים על שינויי מצב צבירה. טיפת מים שנטפטף על מחבת חמה – תתאדה, וככל שהמחבת חמה יותר, כלומר ככל שהטמפרטורה שלה גבוהה יותר, הטיפה תתאדה יותר מהר.
אם הטמפרטורה של המחבת תגיע ל-100 מעלות, שזאת כאמור טמפרטורת הרתיחה של מים, הטיפה תרתח בביעבוע גועש, ותתאדה מהר עוד יותר.
מה יקרה אם נמשיך לחמם את המחבת? והטמפרטורה תגיע למשל ל-150 מעלות? – הרתיחה תתרחש באופן נמרץ יותר וההתאדות של המים תסתיים עוד יותר מהר. אני מניח שהבנתם את הקטע, אבל כאן מגיע המפנה בעלילה: אם טמפרטורת המחבת מגיעה בערך ל-200 מעלות, או יותר, יתרחש אפקט ליידנפרוסט!
כאשר המחבת עוברת טמפרטורה מסוימת, שנקראת טמפרטורת ליידנפרוסט, מים שיפגעו בה יקפצו מעלה ומטה, ולאחר שירגעו מעט הם ישארו מפזזים ורוקדים עליה כמו כדורים קטנים של מים המחליקים ונעים לכל עבר. הם גם לא ירתחו במהירות אלא יתאדו לאט, הרבה יותר לאט, בהשוואה למצב הקודם. ההתנהגות המוזרה הזאת מתרחשת בגלל שברגע שהמשטח חם מאוד, כלומר כשהטמפרטורה שלו עולה על טמפרטורת ליידנפרוסט, החלק התחתון של טיפת המים הפוגעת בו מתאדה מיד. אדי המים, כלומר מים במצב צבירה של גז, שנוצרים מהתאדות זו מרחיקים את שאר המים מהמשטח החם, כלומר טיפת המים שנותרה במצב נוזלי ממש מרחפת על שכבה קטנה של אדי מים. במצב כזה אין עוד מגע ישיר בין טיפת המים לבין המשטח. מכיוון שגזים מוליכים חום הרבה הרבה פחות טוב ממתכות, למעשה הם מבודדי חום, קצב העברת החום בין המשטח לבין טיפת המים פוחת באופן ניכר בהשוואה למצב של טיפת מים הנוגעת ישירות במשטח החם. בנוסף, בגלל שאין מגע ישיר בין המים למשטח, אלא ריחוף של המים מעל המשטח כמו רחפת, גם החיכוך ביניהם קטן מאוד, והטיפות נעות ללא הרף בכל הטיה קטנה של המחבת. בדומה לצעצוע הרחפת שהוצג בסרטון, או משחק ‘הוקי אוויר’ שבו דיסקיות מרחפות מעל שולחן מחורר הנושב רוח כלפי מעלה – כמעט ללא חיכוך.

רשימת כל הסרטים בסדרה:
http://www.youtube.com/playlist?list=PL32FAEA12765CB...