O que é o efeito de Leidenfrost – Ponto de Leidenfrost – Definição

Efeito de Leidenfrost

O efeito de Leidenfrost é um fenômeno físico no qual um líquido, em contato próximo com uma massa significativamente mais quente (por exemplo, uma gota de água em uma panela quente) do que o ponto de ebulição do líquido, produz uma camada de vapor isolante que impede que o líquido ferva rapidamente. O fato de uma gota de água durar muito tempo quando depositado em um metal muito mais quente que a temperatura de ebulição da água foi relatado pela primeira vez por Hermann Boerhaave em 1732. Não foi investigado extensivamente até 1756 quando um médico alemão Johann Gottlob Leidenfrost publicou ” A Tratado sobre algumas qualidades da água comum ”.

Esse efeito é comumente demonstrado durante o cozimento, quando aspergidas gotas de água em uma panela para medir sua temperatura: se a temperatura da panela estiver igual ou acima do ponto de congelamento, a água desliza pela panela e leva mais tempo para evaporar do que em uma panela. abaixo da temperatura do ponto de Leidenfrost (mas ainda acima da temperatura de ebulição). O ponto de Leidenfrost, que corresponde ao fluxo de calor mínimo, é de interesse prático, pois representa o limite mais baixo para o fluxo de calor no regime de ebulição do filme. Se o fluxo de calor cair abaixo desse mínimo, o filme entrará em colapso, fazendo com que a superfície esfrie e a ebulição nucleada seja restabelecida. O efeito de Leidenfrost também é responsável pela capacidade do nitrogênio líquido deslizar pelos pisos.

Fluxo Mínimo de Calor – Ponto de Leidenfrost

O ponto de Leidenfrost , que corresponde ao fluxo de calor mínimo , é de interesse prático, pois representa o limite mais baixo para o fluxo de calor no regime de ebulição do filme. Se o fluxo de calor cair abaixo desse mínimo, o filme entrará em colapso, fazendo com que a superfície esfrie e a ebulição nucleada seja restabelecida. Portanto, nesse ponto, ocorre o retorno à ebulição nucleada (RNB). Os termos extinção, fluxo mínimo de calor, retorno à ebulição nucleada, afastamento da ebulição do filme, colapso da ebulição do filme e ponto de Leidenfrost foram usados ​​de forma intercambiável para se referir a várias formas de reumidificação, mas não são exatamente sinônimos.

Usando a teoria da estabilidade, Zuber derivou a seguinte expressão para o fluxo de calor mínimo (e o ponto correspondente de Leidenfrost ) para uma grande placa horizontal:

Onde

• q _min – fluxo de calor mínimo [W / m ² ]
• h _fg  – entalpia de vaporização, J / kg
• g – aceleração gravitacional m / s ²
• ρ _l – densidade do líquido kg / m ³
• ρ _v – densidade do vapor kg / m ³
• σ – interface tensão superficial-vapor-líquido N / m