莱顿弗罗斯特现象

视频观看辅助

视频中第一个实验（第10秒开始），向铁板上滴水，水接触到铁板后迅速蒸发(此时铁板的温度不超过水的莱顿弗罗斯特点）。当铁板温度超过水的莱顿弗罗斯特点时，水滴不再迅速蒸发，水滴在铁板表面聚集形成液滴并且在铁板上飞溅。

第二个实验（第33秒开始），当凹型槽表面温度低于水的莱顿弗罗斯特点时，滴上水滴，水滴剧烈运动，很快就蒸发完。当凹形槽表面温度高于水的莱顿弗罗斯特点时，再次滴上水滴，水滴存在的时间大大延长。

第三个实验（第56秒开始），热表面呈水平或有一定角度时，水滴都按锯齿结构的导向运动。

第四个实验（第1分20秒时）是英国科学家做的“莱顿弗罗斯特迷宫”，其中液滴受到不同方向的槽热表面的引导，液滴就像小弹珠一样朝着引导的方向跳动。

起源

原理

当液体接触一个远超液体沸点的物体时（物体的温度高于该液体的莱顿弗罗斯特点），液体就会剧烈沸腾，在液体表面会产生一层蒸汽，把液体和高温物体分隔开（膜态沸腾），由于蒸气层的导热性能很差达到隔热的效果（蒸气隔热层），从而使液体能够保存较长时间。同时由于蒸气隔热层不均匀使蒸气的逸散速度不同，产生推动力使液滴运动。

莱顿弗罗斯特点：莱顿弗罗斯特现象发生的最低温度，其值的大小与液体的种类和组成成分等因素有关。

发生莱顿弗罗斯特现象时，液滴在热平面形成勺子状的同时，液体下方不断生成蒸汽，这个过程被称为膜态沸腾（filmboiling)。

商场买锅时，某些销售人员会向你推销“无涂层不粘锅”，并且利用无油煎鸡蛋来展示，如果你不了解莱顿弗罗斯特效应和不粘锅的原理就很容易被忽悠，因为利用普通铁锅也做出无油煎鸡蛋（和销售人员展示的效果一样）。下面的视频将展示用普通铁锅做无油煎鸡蛋。

非专业人员，切勿模仿

原理：在加入鸡蛋之前，将铁锅加热使其温度超过水的莱顿弗罗斯特点。鸡蛋倒入后，在鸡蛋接触铁锅时，鸡蛋下表面的水分就会剧烈汽化，形成一层水蒸气隔开鸡蛋与高温铁锅，保持这种状态等到鸡蛋煎熟后就不会粘在锅上。

“过火仪式”是某些少数民族的特有习俗。勇士们会赤脚奔跑在烧红的木炭上，但他们完成仪式之后，踩过高温木炭的脚依然完好无损，这其中也蕴含了莱顿弗罗斯特效应。这是怎么回事呢？

原理：烧红的木炭温度超过水的莱顿弗罗斯特点，故脚在接触烧红木炭时，脚下表面的水（或汗液）迅速生成水蒸气，在脚的下表面形成一个气垫，从而阻隔脚与高温木炭直接接触，勇士们在很短的时间内跑过高温区，就是安全的。

《流言终结者》（MythBusters）也曾在节目中利用莱顿弗罗斯特效应，尝试把手沾湿后放进烧熔的铅里后迅速取出，但手并没有受伤，这其中的原理与“过火仪式”相同。

“液氮挑战”中的莱顿弗罗斯特效应

“液氮挑战”的灵感源于“冰桶挑战”。参与“液氮挑战”的人将液氮从头倒下，挑战结束后参与挑战的人完好无损。树枝伸到液氮里会很快被冰冻，而参加“液氮挑战”的人却没有被冻僵，这其中同样蕴含着莱顿弗罗斯特效应。

原理：人体表温度高于液氮的莱顿弗罗斯特点，当液氮接触人体时就会剧烈沸腾，形成一层液氮蒸气层，阻隔人体向液氮传热，短时间内人不会受伤。

生活中蕴含莱顿弗罗斯特效应的现象不止这些，只要用雪亮的眼睛去观察和勤奋的头脑去思考，就能发现它们！

莱顿弗罗斯特效应的探究莱氏星星

1756年,德国科学家莱顿弗罗斯特第一次发现液体在高温条件下的莱顿弗罗斯特效应(简称莱氏效应)，即当液滴落在温度高于莱氏温度点的热表面上，由于膜态沸腾作用，使得液滴能够在热表面上维持较长一段时间。液滴轮廓呈现出规则的星形形状。目前，针对液滴莱氏效应的研究主要集中在液滴种类、液滴的星型振动模式及振动模式间转换机制的分析方面。然而，由于液滴的莱氏现象受液滴表面张力、重力、热平面温度以及蒸汽层流动等多种因素的影响，且实验过程中可能伴随的气泡与液滴旋转现象，为莱氏现象的产生机制分析带来一定困难。因此，在前人工作中尚未清楚地给出液滴产生星型振动的物理机制，现在的人们进行不断探究，努力破解其中的奥秘。并且液滴在热表面上悬浮及振荡模式，成为2017IYPT(国际青年物理学家锦标赛)和2017CUPT(中国大学生物理学术竞赛)赛题之一。

莱氏星星

水滴上行图

如上图所示结构，水滴在锯齿状热表面发生莱顿弗罗斯特效应时会定向运行，这是一个很有探究意义的过程。水滴上行整个过程几乎没有摩擦，通过热表面的锯齿排布来达到控制液滴定向运动的目的。对于整个过程的深层次的运动机理还有待研究。如果能从水滴上行的运动机理得到启发，进而创造出一种能定向控制液滴运动的新技术，那么这项技术将很有前景和市场。控制液滴运动的应用领域很广。例如：制药业、微电子冷却和喷墨打印等。

关于莱顿弗罗斯特效应的畅想和探究不止这些，面对未知，怀揣一颗好奇的心去不断探寻事物的本质！