Effetto Leidenfrost: bollire l’acqua con il ghiaccio, un fenomeno del 18 secolo

I ricercatori della Virginia Tech hanno ampliato l’effetto Leidenfrost per far levitare il ghiaccio con temperature di almeno 550 gradi Celsius. I cambiamenti di fase dell’acqua sono ben noti a noi; il ghiaccio produce acqua e a sua volta questa produce vapore acqueo. Questo effetto è denominato effetto Leidenfrost, un fenomeno risalente al 18 secolo in cui una goccia d’acqua posta su una lastra di alluminio riscaldata a 150 gradi non bolle.

Quando la goccia viene avvicinata alla lastra tra di loro si formerà vapore acqueo, attutendo il liquido e impedendogli di entrare in contatto stretto con il piatto stesso, permettendogli di scivolare in modo fluido come un disco di hockey. Il nuovo studio ha cercato di scoprire se il ghiaccio avesse prodotto un effetto simile. Ciò che ha guidato la ricerca è stata la domanda se si potesse avere un effetto trifase solido, liquido e vapore.

Possibile riprodurre l’effetto Leidenfrost sul ghiaccio

I ricercatori hanno scoperto che per riprodurre l’effetto Leidenfrost sul ghiaccio, la lastra di alluminio doveva essere calda almeno 550 gradi Celsius. Era necessaria una quantità significativamente maggiore di energia per creare la levitazione dopo aver superato il differenziale di temperatura in questo strato. La differenza di temperatura che il ghiaccio crea in modo unico attraverso lo strato d’acqua ha cambiato ciò che accadeva nell’acqua stessa. Questo perché ora la maggior parte del calore della piastra deve attraversare l’acqua per mantenere questa differenza.

Quindi solo una piccola frazione d’energia può essere utilizzata per creare vapore. È molto più difficile far levitare il ghiaccio di quanto non fosse levitare la gocciolina d’acqua. Il trasferimento di calore precipita non appena inizia la levitazione, perché quando il liquido levita, non bolle più. Galleggia sulla superficie invece di toccarsi e toccarsi è ciò che fa bollire il calore. Quindi, per il trasferimento di calore, la levitazione è terribile. L’ebollizione è incredibile.

Tra le possibili applicazioni di questa ricerca, gli autori ipotizzano nuovi sistemi di raffreddamento rapido. Possiamo immaginare che in futuro sia possibile abbassare la temperatura di una superficie in modo molto più rapido ed efficiente, grazie a questa proprietà. Sistemi di emergenza nelle centrali nucleari, misure di controllo nella metallurgia, sono solo alcuni degli ambiti in cui questo meccanismo potrà rivelarsi fondamentale.

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