酷炫科学|视频欣赏:液滴小星星


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一个振动成五角星的水滴!其实这也是莱顿弗罗斯特现象的一种体现:
在远超过液体沸点的灼热表面上 , 液滴在接触表面时就会在界面上迅速地气化 , 产生一个薄薄的蒸汽层将液滴托起 , 这就是莱顿弗罗斯特效应 。 这种现象在烧热的锅上就经常能够观察到 。 对水而言 , 观察 莱顿弗罗斯特效应需要至少把锅烧热到193°C左右 。
上面形成五角星的也是在(稍微凹陷的)灼热表面上被蒸汽托起的一大坨水滴 。 这是一段高速摄影 , 液滴以大约13Hz的频率振动 , 并在振动中形成独特的形状 。 带动液滴振动的是液滴下方不断产生并从缝隙快速流出的蒸汽 。 液滴与固体表面之间的缝隙大约只有100μm宽 , 液滴受热产生的蒸汽从缝隙中流出 , 这会对气体和液体的交界面产生强烈的剪切作用 。 向外流动的蒸汽与水的表面张力共同作用 , 带动水滴产生波动 。
这段视频来自一项研究 , 研究者们发现 , 在不同条件下较大的莱顿弗罗斯特液滴能够自发地产生各种星形的振动图案 , 星星的角数甚至能多达13个 。 除了水 , 液氮、丙酮等其他液滴在合适的条件下也都能产生类似的振动现象 。
另一个振动成11角星的液滴:
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