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第37章 为什么水在热煎锅上会跳舞?

这是一个古老而深受人们喜爱的检测平底锅是否足够热的方法。你准备好了吗?例如往锅里滴入一滴水。加热煎饼锅或薄饼锅几分钟,然后往里面洒一些水。如果水滴嘶嘶地响然后消失,说明平底锅还没有足够热。再等一分钟,然后再试一下。如果水滴像在蜡纸上一样溅起小水珠,小水珠在锅里疯狂地跳动,说明食物到了下锅的时间了。

如果没有亲眼看到过跳舞的水滴,我们也许只会想到发生相反的事情:在高温下,水蒸发得更快。而稍微热一点儿的煎锅似乎能让水紧紧地聚成一个个小水珠,然后这些小水珠在煎锅表面跳动,就像跑过热煤块一样。

水在热金属表面这种独特的行为方式甚至还有一个名字——赖登福现象,这个现象是关于热量的。赖登福(Johann Gottlob Leidenfrost)是一名生活在18世纪德国的医生,他是第一个正式研究跳动的热水的人。他观察落在烧红的铁汤匙上的水滴运动方式,并测量每个水滴在上面停留的时间。之后,他把自己的研究写成一篇简短的论文著作,题目叫做《关于普通水的一些特质》(a tract about some qualities of common water)。

当锅的温度低于水的沸点100摄氏度的时候,水滴只是在锅底扩散开来,逐渐蒸发。随着锅底的温度高于100摄氏度,落在锅底的水滴嘶嘶地蒸发消失。再继续给锅底加热,注意是滚动的水珠。

为什么水能在高于其沸点很多的锅底停留更长的时间呢?结果显示,水接触到烧红的金属后,能够形成自己的隔热层。这是如何形成的?当水洒到热煎锅上的时候,每个水滴的底部立刻蒸发,形成一层水汽。就像一个神奇的飞毯,每个水滴都悬浮在一层薄水汽之上,在锅底上面“飞翔”几秒钟。

持续跳动的水滴发生在赖登福点左右,或大约220摄氏度的时候。当水滴乘着蒸汽毯时,它们被举到离热金属锅底0.1~0.2毫米高处。这让水滴保持着温度相对低的状态,因此它们能够在锅里上下跳跃达一分钟而不消失。

只要水不断从锅底蒸发,这个徘徊效应就一直持续着,直到水滴最终消失。锅的温度超过220摄氏度太多,水滴优雅的舞蹈就结束了,因为滴在锅里的水蒸发得太快了。

小趣闻

赖登福效应也适用于其他液体。在正常大气压下,液体氮的沸点-160摄氏度。所以,当一罐液态氮泄露到21摄氏度的屋子里时,氮液滴会在地板上跳跃,驾着一层氮气,就像煎锅里的水。

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