Física na Cozinha: Efeito Leidenfrost

RECEITA:

– Esquente uma panela por 30 segundos em fogo alto.

– Agora, pingue algumas gotinhas de água.

– Você vai perceber que ela rapidamente vai evaporar.

– Esquente por mais um ou dois minutos e jogue novamente algumas gotas d’água.

O que provavelmente você vai perceber é que agora a água leva mais tempo para evaporar!

É sério, tenta aí para você ver! Os tempos sugeridos podem sofrer variação a depender da panela usada e potência do fogão, então, teste usando diversos tempos até verificar esse fenômeno, ok?

Esse efeito é conhecido como efeito Leidenfrost e eu te explico como ele acontece agora!

Ao jogar água em uma superfície suficientemente quente é possível que aconteça o seguinte: a superfície está tão quente que, quando entra em contato com a água, esta evapora muito rapidamente e a sua camada em contato com a superfície se vaporiza antes do restante. Acontece que essa camada de vapor é um bom isolante térmico e acaba por impedir ou dificultar que o calor flua da superfície quente para a água líquida, fazendo com que a água permaneça líquida por mais tempo. A Figura 1 ilustra esse comportamento.

Figura 1: Está ilustrado uma gota d’água jogada em uma superfície suficientemente quente. A parte da gota que está em contato com a superfície evapora muito rápido, formando uma região de vapor d’água que isola temporariamente o resto da gota líquida, mantendo-a nesse estado por mais tempo.

Cada material tem uma temperatura de superfície na qual acontece o efeito Leidenfrost. Essa temperatura é conhecida como temperatura Leidenfrost (muito criativo, né?). Para a água essa temperatura é algo em torno de 220 ºC. Para o nitrogênio líquido, por exemplo, a temperatura ambiente (20ºC mais ou menos) é mais que suficiente para verificar o efeito Leidenfrost. Por falar nele, quer ver uma coisa bem legal?

Tem gente que confia tanto nesse efeito que ousa mergulhar a própria mão molhada apenas com água! E o impressionante é que saem ilesos! Curte só o que os Caçadores de Mitos fizeram:

 

E o que dizer sobre gotas de água que desafiam a gravidade e sobem uma rampa por conta do efeito Leidenfrost? O trabalho de Linke e colaboradores demonstra como é possível fazer uma gota d’água “andar” utilizando como motor só a energia do calor da superfície aquecida! Olha que vídeo irado do trabalho deles:

 

Entre tantas outras descrições de fenômenos que levam em conta o efeito Leidenfrost, destaco o trabalho de Mills que demonstra que a criação de certas formações vulcânicas decorrentes do encontro entre a lava expelida em uma erupção vulcânica e a água do mar, tem que levar em conta o fenômeno Leidenfrost para ser completamente compreendida.

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REFERÊNCIAS

Linke H et al. Self-propelled Leidenfrost droplets. Physical review letters. 2006.

Walker J. Boiling and the leidenfrost effect. Cleveland State University. 2010.

Mills AA. Pillow lavas and the Leidenfrost effect. Journal of the Geological Society. 1984.

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