Quel est l'effet Leidenfrost?
L'effet Leidenfrost est un phénomène physique qui se produit lorsqu'un liquide est exposé à une substance extrêmement chaude. Le liquide en contact immédiat avec la chaleur se vaporise et la vapeur crée une couche isolante qui ralentit le taux d'évaporation et d'ébullition, permettant ainsi au liquide restant de se stabiliser. Un exemple classique peut être vu dans la cuisine, où un cuisinier peut lancer des gouttelettes d’eau dans une casserole pour tester la température. Si la casserole est suffisamment chaude, les gouttes d'eau apparaîtront en glissant sur le fond de la casserole sur un lit de vapeur plutôt que de s'évaporer immédiatement de la chaleur.
Cet effet tire son nom de Johann Gottlob Leidenfrost, qui a décrit le phénomène dans les années 1700. Les chercheurs des années 1800 ont suivi ses travaux et confirmé les résultats. En laboratoire, l’effet Leidenfrost est parfois utilisé pour des démonstrations et des blagues de laboratoire; Un exemple potentiellement dangereux consiste à plonger les doigts mouillés dans un bain de plomb fondu. L'eau des doigts se vaporise et les isole suffisamment longtemps pour permettre à l'expérimentateur de les retirer.
La physique derrière l’effet Leidenfrost est relativement simple. Lorsque le liquide chauffe rapidement à la suite d'un contact avec un objet extrêmement chaud, il forme une couche de vapeur. La vapeur ne conduit pas très bien la chaleur, elle agit donc comme une barrière entre la chaleur de la casserole et le liquide restant. Les gouttelettes peuvent apparaître à la surface lorsque la vapeur dérive. Finalement, il s'en va, comme le reste de l'eau.
En plus d’être un sujet d’intérêt et de divertissement en laboratoire, l’effet Leidenfrost a également quelques applications pratiques. Les chercheurs ont démontré, par exemple, que cet effet pourrait être utilisé pour les mécanismes de refroidissement. Les gouttelettes d'eau peuvent être amenées à monter sur un réseau très chaud avec l'aide de l'effet Leidenfrost, ce qui pourrait entraîner un système de refroidissement permettant de réduire les températures dans un système extrêmement chaud.
L’effet Leidenfrost a notamment pour conséquence que l’eau et d’autres liquides peuvent prendre plus de temps à bouillir si la température est trop élevée. D'autres démonstrations de l'effet Leidenfrost impliquent de jouer avec de l'azote liquide et d'autres matériaux potentiellement dangereux. Il est important que les personnes observent les précautions de sécurité appropriées lors de ces démonstrations, car la marge d'erreur est étroite. Tremper ses doigts dans du plomb fondu, par exemple, peut causer de graves brûlures s’ils restent trop longtemps à l’intérieur.