VẬT LÝ · LỚP 11 · Khám phá và đời sống

Giọt nước Leidenfrost biến thành ngôi sao đang thở bằng cách nào?

Một giọt được đỡ trên đệm hơi nóng có thể có đường viền giống ngôi sao với các thùy nhấp nhô. Câu hỏi ở đây là nhịp đổi hình, khác việc giọt đơn thuần lướt trên bề mặt nóng.

Hơi sinh ra và thoát bên dưới tạo chuyển động cắt tại mặt chất lỏng–hơi. Thí nghiệm chỉ ra các sóng mao dẫn ở vùng này góp phần kích thích dao động đường viền. Biến thiên áp suất trong đệm hơi có thể có nhịp xấp xỉ gấp đôi nhịp đổi hình.

Sức căng mặt ngoài có xu hướng phục hồi dạng giọt, trong khi dòng hơi tiếp tục đưa năng lượng vào. Sự phối hợp chọn các dạng có số thùy khác nhau, thay vì một hình ngôi sao cố định cho mọi giọt.

Đây là dao động tự duy trì ở điều kiện Leidenfrost phù hợp, không phải giọt hóa thành một vật rắn có cánh. Độ nhớt và kích thước ảnh hưởng mẫu hình; chỉ dùng sơ đồ để khám phá, không thử với chảo nóng.

*Hai trạng thái đường viền của một dạng sao sáu thùy nhìn từ trên. Đây là đổi hình qua thời gian của giọt trên đệm hơi, không phải hai giọt đang nhập hoặc bản đo áp suất.*

Kiến thức liên hệ: Dao động, cấp năng lượng và tự duy trì; chất lỏng phi tuyến, vật liệu hạt và cơ sinh học là mở rộng.

Học tiếp: Cộng hưởng xuất hiện gần tần số nào.

Tư liệu đối chiếu

- https://journals.aps.org/prfluids/abstract/10.1103/PhysRevFluids.2.031602