液氮的溫度極低,對人體來說,幾乎是高溫環(huán)境。同樣地,通過利用萊頓弗羅斯特效應,人體也能夠在液氮中觸摸而不受傷害。熔巖通常在900-1200攝氏度之間,甚至高達1400攝氏度;而液氮的溫度則在零下196攝氏度至零下210攝氏度之間。盡管這些物質的溫差極大,但我們可以用手觸摸它們卻不會受傷,通過一個實驗,深入探索其中的奧秘。
當我們在熱鍋中加入少量水時,會觀察到水滴在鍋中形成水珠,不斷地滾動,這現(xiàn)象被稱為萊頓弗羅斯特效應。
這一效應是由科學家萊頓弗羅斯特發(fā)現(xiàn)的。他在一個熾熱的鐵勺上滴了一滴水珠,令人驚奇的是,水珠竟然懸浮在空中,持續(xù)了30秒之久。
眾所周知,水的沸點是100攝氏度。當溫度達到100攝氏度時,水開始沸騰,形成水蒸氣。然而,當溫度繼續(xù)升高時,水珠與容器接觸的部分會迅速沸騰,釋放出水蒸氣。這層蒸汽可以阻隔水珠與高溫容器表面的直接接觸,使得水珠懸浮在空中。由于水蒸氣的傳熱速度較液體慢,同時還能夠減緩水珠吸收容器表面的熱量,從而降低了水的沸騰速度,保持了水珠的液態(tài)狀態(tài)。
正因為如此,當水滴與炙熱的鐵勺接觸時,在底部會迅速形成一層蒸汽層,將水滴與鐵勺隔離開來,從而實現(xiàn)水滴的懸浮。這個現(xiàn)象說明,當液體遇到極高溫度時,會形成一層絕緣的氣態(tài)保護層,使液體能夠懸浮。
同樣的道理也適用于挑戰(zhàn)徒手觸摸熔巖。如果要嘗試這項挑戰(zhàn),你需要先濕潤你的手掌。由于萊頓弗羅斯特效應,熔巖的高溫不會迅速傳遞到你的手掌表面。只要不長時間接觸,手部就能完好無損。
這個實驗告訴我們,科學世界充滿了奇妙的現(xiàn)象和原理。通過科學的解析,我們能夠更好地理解這個世界,也更深入地認識到其獨特之處。