Эффект Лейденфроста — довольно странный феномен, благодаря которому капли жидкости могут левитировать, парить в воздухе или даже перемещаться вверх по наклонной поверхности. Теперь физики из университета Бат (Великобритания) сумели использовать этот эффект, чтобы сконструировать термостат без движущихся частей. В отличие от существующих термостатов, он к тому же не использует электрических схем.Когда температура капель воды проходит точку Лейденфроста, то они собираются в маленькие шарики и перемещаются над горячей поверхностью, удерживаясь на испаряющемся слое пара. Эффект можно наблюдать, если капнуть воды на горячую сковороду (200°C или больше).
Физики из университета Бат ранее нашли способ, как заставить капли перемещаться в заданном направлении, изменяя температуру поверхности под ними. Они также заметили, что таким способом можно заставить капли взбираться вверх по поверхности, преодолевая силу гравитации.
Созданный термостат способен автоматически поддерживать постоянную температуру, используя эффект Лейденфроста. Если температура повышается, то капли направляются в сторону (сбрасываются на металлическое ограждение) с охлаждающим эффектом. Если же температура понижается, то капли сбрасываются в другую сторону, позволяя системе нагреться до нужного уровня. Когда достигнута нужная температура, капли направляются по стандартному маршруту.
Работа устройства показана в небольшом видеоролике, снятом студентами.
Концептуальное устройство демонстрирует, что эффект Лейденфроста можно использовать для контроля температуры. Поскольку в этом термостате не используется электроника и нет движущихся механических частей (кроме капель воды), то он, теоретически, должен быть надёжнее, чем существующие термостаты.
Сейчас учёные пытаются сделать полезную на практике модель термостата и изучают, в каком диапазоне температур он может работать. Ведь в реальности редко бывает, когда нужно сохранять температуру окружающей среды на уровне 200-250°C.
Научная работа «Термостат Лейденфроста» опубликована в журнале Journal of Heat Transfer.
Комментарии (5)
Kolegg
20.05.2015 15:59Для более привычных температур можно использовать другие жидкости, например фреоны или пропан-бутан.
Кстати вам не кажется, что капля движется контринтуитивно? Когда я посмотрел на фотографию гребенки, мне подумалось, что она должна бежать в другую (на манер храповика) сторону нежели на видео.
noxwell
20.05.2015 21:29Все довольно интуитивно, логично предположить, что капля при соприкосновении с ровной поверхностью отталкивается перпендикулярно ей. Если поверхность наклонена, то и капля пойдет в сторону наклона. У гребенки много таких «наклонных» поверхностей, поэтому капля пойдет в сторону наклона этих поверхностей, практически независимо от положения гребенки в целом.
Alexsmt
20.05.2015 16:34И поверхность должна быть строго горизонтальной + отсутствие механических вибраций иначе как минимум погрешности.
Ununtrium
Будущее здесь.