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让人赴汤蹈火的魔法

2022-05-30伊芙

大科技·百科新说 2022年4期
关键词:热锅莱顿弗罗斯特

伊芙

勇敢者的踏火仪式

在中国、印度、保加利亚等国的一些地方,流传着“踏火术”。 这是一种测试个人勇气或信仰的仪式,在沾湿双脚后,人们会从容走过温度超过500℃的木炭。如果因为害怕而走得太快,就会被烫得满脚水泡。

他们认为自己受到了精神力量的加护,但实际上,是木炭外层的灰烬起到了隔热作用,不快不慢的步伐可以避免脚陷进余烬里,同时与木炭接触的时间较短,使人不被烫伤。

人们之所以能“赴汤蹈火”,还与一种神奇的物理现象有关。

在热锅上跳舞的水

如果把一个平底锅加热到100℃,再洒一些水到锅上,水很快就会沸腾蒸发。要是把平底锅加热到200℃会怎么样?结果肯定出乎你的意料——水不仅没有蒸发,反而聚成一团水珠,在平底锅上跳起舞来。

为什么会这样?水不是没蒸发,而是蒸发得太快了。水的沸点约为100℃,当水接触到温度远超沸点的平底锅时,水的表面会迅速产生一层蒸气,这层蒸气相当于一个隔热层,把液态水与锅隔开,使液体沸腾的速度大大减慢,液态水被蒸气托着,像一艘气垫船在热锅上浮动。这种现象被称为“莱顿弗罗斯特效应”。

钢铁之手

在美国电视节目《流言终结者》中,主持人做了一件非常冒险的事。他把手指沾湿之后,伸进了加热到454℃的液态铅里!结果,他的手毫发无伤。

难道他的手是钢铁做的?高温的液态铅先碰到的其实是主持人手指上沾的水,由于莱顿弗罗斯特效应,水与铅接触的那一面产生水蒸气,把剩余的水与高温液态铅隔开,使液态水没有彻底蒸发。短短一瞬间,液态水包裹、保护了手指,所以主持人没被烫伤。

一家钢厂的工人甚至把沾湿的手挥向温度超过500℃的液态铁渣,将流动的铁渣拍断了。不过,这些举动都很考验时机,一旦接触时间再长一点,或者温度不合适,液态水就会蒸发流失 ,皮肤会直接接触到高温液体而被严重烫伤。

“速冻”失败

液氮非常冷,如果人体皮肤直接接触到液氮,就会被严重冻伤,有人却把液氮倒在了胳膊上而没有被冻伤。因為液氮在-195.8℃就会沸腾,而人体对液氮来说温度非常高,由于莱顿弗罗斯特效应,液氮瞬间形成一层氮气,短时间内把剩余液氮隔开,因此他没有受伤。

厨师和航天工程师都利用这个原理

饭店的厨师会用莱顿弗罗斯特效应来检测炒菜锅的温度,当水在热锅里变成跳动的小水珠时,就说明锅已经够热了。现代航天使用的液体火箭发动机也利用了这一效应,可以用气膜隔绝炽热的燃气,使发动机在极高的温度下能被重复使用。

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