Звезды Лейденфроста

1. Звёзды Лейденфроста

Руководители:Хворова Людмила Ивановна
Докладчик: Голотик Никита

2.

2
Напомним условие задачи:
Благодаря эффекту Лейденфроста водяная капля
способна
находиться
минутами
на
горячей
поверхности. При определенных условиях такая капля
эволюционирует в колеблющуюся звезду. Изучите
различные колебательные моды капли.

3.

3
Уже на первых опытах, появился ряд вопросов, требующих
объяснение:
а) Почему капля движется и при этом изменяется направление
скорости?
б) От чего зависит высота подпрыгивания капли? Каков механизм
ее колебания?
в) Что принимается за точку Лейденфроста?
г) От каких параметров зависит число лучей, возникающих на
двигающейся капле?
д) Как измерять температуру и при этом поддерживать ее на
протяжении опыта постоянной?

4. В процессе проведения опытов, мы пытались не выходить за рамки следующих требований:

1. поверхность, по которой движения капли, должна быть
гладкой;
2. поверхность располагалась горизонтально;
3. во время опытов постоянно следить за температурой
поверхности;
4. поверхность пластины равномерно прогревалась;
5. осуществлялся постоянный контроль за объемом и формой
капли.
4

5. Теоретическая часть

5
Теоретическая часть

6.

Эффект Лейденфроста - это явление, при котором жидкость
в контакте с телом значительно более горячим, чем точка
кипения этой жидкости, создает изолирующий слой пара,
который предохраняет жидкость от быстрого испарения.
6

7.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
7

8.

Виды модов:
8

9.

9
Мы считаем, что основными причинами, которые могут
вызвать перемещение капли по поверхности являются:
1) неровность поверхности, способствующая истечению
испарения капли в определенном направлении;
2) коэффициент поверхностного натяжения в зависимости
от температуры может иметь различное значение и может
спроецировать перемещение капли;
3) спонтанные колебания капли из-за неоднородной
толщины прослойки могут преобразовываться в
кинетическую энергию направленного движения;
4) различные радиусы кривизны капли различных участках
вследствие различного Лаплассовского давления могут
вызвать смещение в сторону, где кривизна меньше;
5) волновые процессы внутри капли.

10.

Таблица 1.
Время жизни моды в зависимости от размеров капли и температуры поверхности
Время
жизни,
моды
t, c
10
Число капель
образующих
большую
каплю
Температура
воды, °С
Температура
поверхности,
когда капнули
каплю