Vídeo incrível revela um novo tipo de efeito Leidenfrost que nunca vimos antes

Acima de 193 ° C (379 ° F), algo mágico acontece com a água em um vaso.

O chamado efeito Leidenfrost, quando você borrifa água em uma superfície quente, gotículas flutuam acima da superfície em uma camada de vapor. Eles continuam girando por um ou dois momentos a mais do que fariam se estivessem em uma temperatura mais baixa (mas ainda acima da fervura) e deslizam pela panela antes de evaporar.

Isso acontece com todos os tipos de líquidos, desde que as temperaturas estejam bem acima do ponto de ebulição de cada líquido em particular. Mas os pesquisadores descobriram algo ainda mais interessante – que esse efeito pode ocorrer até mesmo entre duas gotas de líquidos diferentes, fazendo com que ricocheteiem uma na outra.

A equipe de pesquisadores liderada pelo primeiro autor, o físico da Universidade de Puebla, Felipe Pacheco Vázquez, analisou líquidos como água, etanol, metanol, clorofórmio e formamida, e analisou se duas gotas de cada grupo de fluidos se “combinariam” imediatamente em uma gota ou se recuperariam em sequência (rebatiam uma na outra várias vezes).

Eles fizeram isso usando uma pequena placa de metal com uma ligeira inclinação interna e aquecendo-a a 250 °, que estava bem acima de qualquer um dos pontos de ebulição dos líquidos (que variava de 50 ° C para acetona a 146 ° C em formamida em altitude de laboratório )

Em seguida, uma grande gota de um líquido foi adicionada a uma pequena gota tingida de azul e eles observaram o que acontecia. Algumas – quando ambas as gotas eram do mesmo tipo de líquido ou líquidos com pontos de ebulição semelhantes – fundiram-se instantaneamente, uma vez que deslizaram uma na outra no ponto mais baixo do prato.

Outros demoraram antes de se fundir. Eles se pareciam muito com a pequena queda quicando na grande queda. Você pode ver isso entre etanol (pequena gota) e água (grande gota) abaixo no vídeo:

“A fusão direta continua por alguns milissegundos e foi observada principalmente em gotículas do mesmo líquido (como água-água) ou líquidos de propriedades semelhantes (como etanol-isopropanol),” A equipe escreve em um novo papel.

“Em contraste, as gotículas com grandes diferenças em propriedades (como água-etanol ou água-acetonitrila) continuam a saltar por vários segundos, ou mesmo minutos, à medida que evaporam até o tamanho crítico para, eventualmente, coalescer.”

Eventualmente, depois que o líquido que evapora mais rápido encolhe até certo volume, as duas gotas se combinam e então “explodem” – você tem uma mistura ligeiramente maior de líquidos patinando em vez de duas.

Você pode ver na tabela abaixo se algum dos dois líquidos combinados (c), recuperado (r), fez uma mistura de ambos (c / r) ou, em casos especiais, permaneceram como fases separadas porque não puderam ser misturados (x )

Resultado da colisão de duas gotas de Leidenfrost. (Pacheco Vazquez et al., PRL, 2021)

A equipe sugere que esse salto é na verdade o “efeito triplo Leidenfrost”, no qual as gotas não apenas terminam em uma camada de vapor isolante da superfície da placa quente, mas também entre as duas gotas.

“A dinâmica de rebote é produzida porque as gotículas não estão apenas em um estado Leidenfrost com o substrato, mas também experimentam o efeito Leidenfrost entre si no momento do impacto”. A equipe escreve.

“Isso é causado por diferentes temperaturas de ebulição e, portanto, o mergulho mais quente atua como uma superfície quente para a gota com um ponto de ebulição mais baixo, resultando em três zonas de contato no estado Leidenfrost simultaneamente. Chamamos esse cenário de efeito triplo Leidenfrost.”

A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.