Автори нової роботи заявили, що вони зробили відкриття у властивостях теплопередачі води, його можна застосувати і для практичних цілей.
Вода може існувати в трьох фазах: лід, рідина і газ. Якщо тепло прикласти до замерзлого твердого тіла, то воно перетвориться на рідину. Якщо нагріти рідину, то вона перетвориться на пар. Цей елементарний принцип знайомий всім.
Якщо джерело тепла досить гаряче, то поведінка води різко змінюється. За словами Борейка, якщо нанести краплю води на алюмінієву пластину, нагріту до 150 ° C або вище, то вона не буде кипіти. Замість цього пар, який утворюється, коли крапля наближається до поверхні, буде перебувати під нею - це свого роду подушка, яка запобігає прямому контакту рідини з поверхнею.
Захоплений пар змушує рідину підніматися в повітря, тому вона ковзає по нагрітій поверхні, як шайба для аерохокею. Це явище відоме як ефект Лейденфроста, його назвали на честь німецького лікаря і теолога: у 1751 році він вперше описав подібну властивість.
П'ять років тому Борейко у формі дослідницького проекту проводив подібні експерименти з льодом. Коли алюміній нагрівався вище 150 ° C, лід не піднімався над пором, на відміну від рідини. Дослідник продовжував підвищувати температуру і спостерігав за поведінкою льоду. Він виявив, що поріг левітації був значно вищим: 550 ° C, а не 150 ° C. Аж до цього порогу тала вода під льодом продовжувала кипіти при безпосередньому контакті з поверхнею, а не проявляла ефект Лейденфроста.
Пізніше дослідники з'ясували, що це відбувалося через різницю температур у шарі талої води під льодом. У ньому є два стани: внизу кипіння при температурі 100 ° C, а вгорі приблизно 0 ° C, оскільки ця частина рідини контактує з льодом. За цією моделлю стало зрозуміло, чому лід не левітує в такому стані.
Властивості теплопередачі використовують для охолодження техніки: автомобілів і серверів. Для цього потрібна речовина або механізм, здатний відводити енергію від гарячої поверхні, швидко перерозподіляючи тепло, щоб зменшити знос металевих деталей. Нові властивості води також допоможуть швидко охолодити атомну електростанцію в разі збою живлення.
Читати далі
Гіперзвуковий літак на водні розвиває швидкість до 12 Махів. Це майже 15 000 км/год
Подивіться на перший у світі одноступеневий орбітальний корабель майбутнього
Знайдено спосіб «оживити» літієві батареї, які перезаряджаються
