Natuurkundige effecten: het Leidenfrosteffect

Share Button

Als tweede in deze nieuwe serie: het Leidenfrosteffect. In de wereld om ons heen vinden een aantal opmerkelijke, soms zelfs bizarre verschijnselen plaats. Vaak worden deze genoemd naar de ontdekker of voorspeller. Visionaire uitvinders komen vaak tot unieke vindingen door deze effecten op slimme wijze toe te passen.

Wat houdt het Leidenfrosteffect precies in?
Als je een druppel water in een hete droge pan laat vallen, verdampt deze snel. Opmerkelijk genoeg is er een temperatuursgebied, waarbij het bij hogere temperatuur juist langer duurt voordat de druppels geheel verdampt zijn. Het paradoxale Leidenfrosteffect

Een laagje waterdamp van eentiende millimeter dik beschermt de druppel tegen verdamping. Bron: Wikipedia

Een laagje waterdamp van eentiende millimeter dik beschermt de druppel tegen verdamping. Bron: Wikipedia

Hoe werd het Leidenfrosteffect ontdekt?
De Duitse fysicus Johann Gottlob Leidenfrost ontdekte, zoals onder meer de Nederlander Boerhaave 30 jaar eerder al beschreef, dat waterdruppels die op een heet oppervlak vallen, tot wel factor honderd langer blijven bestaan dan druppels bij lagere temperaturen. Geïntrigeerd stelde hij het punt waarop dit verschijnsel optrad vast en publiceerde er in 1798 een artikel over.

Rond het Leidenfrostpunt bestaan druppels vloeistof tientallen malen langer dan bij koelere temperaturen.

Rond het Leidenfrostpunt bestaan druppels vloeistof tientallen malen langer dan bij koelere temperaturen. nBron: Wikipedia

Waardoor wordt het Leidenfrosteffect veroorzaakt?
Gassen, zoals waterdamp, vormen een zeer slechte geleider van warmte. Tussen de vloeistof en het zeer hete contactoppervlak vormt zich direct een laagje isolerende damp, dat de vloeistof beschermt tegen de hitte van het contactoppervlak. Hierdoor veranderen de druppels in een soort ‘hovercraft’, die tientallen malen langer in stand blijven dan als ze in direct contact met het oppervlak hadden gestaan.

Wat kan je er mee?
Op dit moment maken waaghalzen dankbaar gebruik van het Leidenfrosteffect om levensgevaarlijke stunts uit te halen. Zo is het onder bepaalde omstandigheden mogelijk je hand zeer snel in vloeibaar lood of vloeibare stikstof te dopen zonder dat schade ontstaat, omdat een laagje waterdamp resp. stikstofgas je hand (heel kort) beschermt. Ook van vuurlopers wordt verondersteld dat het Leidenfrosteffect ze beschermt.

Omdat ook ziekteverwekkende bacteriën door het Leidenfrosteffect worden beschermd, moeten sterilisatiemethoden daar rekening mee houden. Ook stoommachines werken veel minder goed als de keteltemperatuur rond de Leidenfrosttemperatuur van water, 198 graden Celsius bij aardse atmosferische druk, ligt. Welke toepassingen kunnen jullie verzinnen?

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

5 reacties

  1. plattekleppet schreef:

    Andere toepassingen kan ik zo snel niet bedenken. Het deed me echter wel denken aan een soortgelijk paradoxaal voorbeeld; Als je een pan met koud water op het vuur zet dan is deze eerder aan de kook gebracht dan een pan met (hand)warm water. Opmerkelijk, omdat je zou denken dat het warme water al een eind op weg is om aan de kook te raken. Het fijne weet ik er niet van behalve dat het iets met vertraging in de frequentie van trillen van moleculen te maken heeft. Het is aannemelijk dat dit effect een naam heeft. Misschien een idee voor deze serie?

    • Bemoeier schreef:

      Zo heb ik ook wel eens gehoord dat warm water sneller bevriest dan koud water, Misschien omdat het dunner ijler dan koud water is en daarom een hardere spurt in temperatuur naar beneden krijgt.

  2. paul-r schreef:

    Ik denk dat er maar een manier is, zoals die nu ook bekend is nl vriesdrogen. Hierin heb je zeer vele mogelijkheden in. Denk aan conservering van groente etc. Het schijnt wel een dure aangelegenheid te zijn. Maar zo kun je dus ook in ziekenhuizen het gereedschap voor operaties droogvriezen, waardoor de bacteria geen gelegenheid krijgt om te ontstaan en of te groeien. Ik zal een boel vergeten zijn, want er zijn tal van meerdere mogelijkheden hierin en ook nog die ontdekt kunnen worden en of verder ontwikkeld kunnen worden. Mvg Paul.

  3. Elrandy schreef:

    Weet iemand ook waarom een zwart blik met olie in de schaduw warm (zelfs heet) wordt? 
    En waarom chirurgen metalen messen gebruiken i.p.v. het zuivere scherpere kristal mes? Toepassingsgebied robotica-neurologie?
    Het zal wel weer een lange ontwikkeling worden?
    -Wel bedankt voor het opfrissen van de natuurkunde effecten.

  4. Equiox schreef:

    Dit is waarom wokken goed werkt en er niets aanbrandt, voedsel, olie en vocht dansen op het kale metaal (bij authentieke stalen woks zonder antiaanbaklaag)
     

Geef een reactie

Advertisment ad adsense adlogger