Acima de 193 °C (379 °F), algo quase mágico acontece com a água em uma panela.
Chamado de efeito Leidenfrost, quando você borrifa água em uma superfície quente, as gotas flutuam acima da superfície em uma camada de vapor. Eles permanecem por um ou dois momentos a mais do que fariam em uma temperatura mais baixa (mas ainda acima da fervura), deslizando pela panela antes de evaporar.
Isso acontece com todos os tipos de líquidos, desde que as temperaturas sejam muito mais altas do que o ponto de ebulição de cada líquido em particular. Mas os pesquisadores acabam de descobrir algo ainda mais interessante – que esse efeito pode ocorrer até mesmo entre duas gotículas de líquidos diferentes, fazendo com que “saltem” uma na outra.
A equipe de pesquisadores, liderada pelo primeiro autor, o físico Felipe Pacheco-Vázquez da Universidade de Puebla, analisou líquidos como água, etanol, metanol, clorofórmio e formamida e analisou se duas gotas de cada combinação de líquidos ‘coalesceriam’ diretamente para longe em uma única gota, ou seria ‘rebote consecutivo’ (rebatendo um no outro algumas vezes).
Eles fizeram isso usando uma pequena placa de metal com uma ligeira inclinação para dentro e aquecendo-a a 250 graus, que estava bem acima de qualquer um dos pontos de ebulição dos líquidos (que variava de 50 ° C da acetona a 146 ° C da formamida na altitude do laboratório) .
Uma gota grande e clara de um líquido foi então adicionada com 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 – simplesmente se fundiram imediatamente, 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 gota quicando na grande. Você pode ver isso entre o etanol (a pequena gota) e a água (a grande gota) abaixo no vídeo:
“A coalescência direta dura alguns milissegundos e foi observada principalmente com gotas do mesmo líquido (por exemplo, água-água) ou líquidos com propriedades semelhantes (por exemplo, etanol-isopropanol)”, escreve a equipe em um novo artigo.
“Em contraste, gotas com grandes diferenças nas propriedades (por exemplo, água-etanol ou água-acetonitrila) permanecem saltando durante vários segundos, ou mesmo minutos, enquanto evaporam até atingir um tamanho crítico para finalmente coalescer.”
Eventualmente, depois que o líquido que evapora mais rápido encolhe para um tamanho específico, as duas gotas se combinam e então ‘estouram’ – você tem uma mistura ligeiramente maior de líquidos patinando em vez de duas.
Você pode ver na tabela abaixo se algum dos dois líquidos coalesceu (c), recuperou (r), fez alguma combinação de ambos (c / r) ou, em casos especiais, permaneceu como fases separadas porque não podem ser misturados ( s).
A equipe sugere que este salto é na verdade um ‘efeito triplo Leidenfrost’, onde as gotas não terminam apenas com uma camada de vapor isolante da superfície da placa quente, mas também entre as duas gotas.
“A dinâmica de salto é produzida porque as gotas não estão apenas no estado Leidenfrost com o substrato, mas também experimentam o efeito Leidenfrost entre eles no momento da colisão”, escreve a equipe.
“Isso acontece devido às suas diferentes temperaturas de ebulição e, portanto, a gota mais quente funciona como uma superfície quente para a gota com ponto de ebulição mais baixo, produzindo três zonas de contato do estado Leidenfrost simultaneamente. Chamamos esse cenário de efeito triplo Leidenfrost.”
Publicado em 17/11/2021 13h52
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