Cosas de Jorge

martes, 2 de mayo de 2017

Efecto Leidentrost


Hace algún tiempo, Víctor me mostro este efecto, el cual me llamo la atención, por ello hoy me he decidido a escribir sobre el tema.

El artículo que me recomendó de la web “Muy Interesante Spain” se titula “El extraño ‘efecto Leidenfrost”.

En dicho artículo nos muestran un vídeo donde puede apreciarse el efecto Leidenfrost.

Este efecto, consiste en el fenómeno que genera una capa de vapor alrededor de un líquido, cuando este se encuentra con una superficie con una temperatura significativamente mayor que el punto de ebullición de este líquido.

Cuando sobre una superficie metálica, a alta temperatura se coloca una gota de agua, alcohol o cualquier otro líquido volátil, la gota no se evapora, se convierte en una bolita que da vueltas erráticamente sobre esta superficie, hasta que finalmente se evapora.

Este efecto lo podréis comprobar en la cocina, especialmente si utilizáis cazuelas de fondo grueso, si cuando están calientes sacudís vuestra mano previamente mojada con agua, sobre su superficie, se generan unas bolitas que dan vueltas por ella hasta que terminan evaporándose.

Entre los años 1.798 y 1.884, Pierre Hippolyte Boutigny estudió el efecto Leidenfrost, pensó que estas gotas que rotaban sobre la superficie caliente era un nuevo estado de la materia, estado al que denominó “estado esferoidal”.

El efecto se explica de la siguiente forma:

Si la superficie caliente tiene una temperatura inferior a los 100ºC, el agua se aplana y se evapora paulatinamente.

Si la superficie caliente supera los 100ºC, las gotas emiten un pequeño silbido y se evaporan rápidamente.

Cuando la temperatura de la superficie caliente, supera el punto de Leidenfrost, se forman una serie de pequeñas bolitas, que rotan arbitrariamente sobre ella, terminando evaporandose lentamente.

Aunque la temperatura del efecto Leidenfrost no es muy concreta, el efecto de la bolita en la cacerola, generado por una gota de agua, andaría alrededor de los 193ºC.

Si la temperatura de la superficie caliente es muy superior a la temperatura Leidenfrost, las gotas se evaporan tan rápido, que no da tiempo a que se produzca ese efecto.

La explicación del efecto de las bolitas es muy simple, las gotas tocan la superficie caliente, su parte inferior se vaporiza instantáneamente creando un gas que eleva el resto de la gota, dejando la gota encima del gas generado (vapor de agua).

Teniendo en cuenta que el vapor tiene una conductividad térmica baja, aísla el agua de la fuente de calor, retardando su evaporación, formando las bolitas sobre las que os escribía con anterioridad.

Sir William Fairbairn, diseñador de la caldera de vapor en la época victoriana (periodo comprendido entre el 20 de junio de 1.837 y el 22 de enero de 1.901), se refirió a este efecto demominandolo,  efecto sobre la reducción de la transferencia del calor desde el hierro caliente al agua.

Según sus citas sobre el trabajo de Pierre Hippolyte Boutigny y del profesor del King’s College, Sir William Browman afirmo lo siguiente sobre las gotas de agua:

A 168ºC, una gota de agua se evapora casi instantáneamente.

A 202ºC, una gota de agua tarda en evaporarse 152 segundos.

El punto Leidenfrost se puede considerar como la temperatura para la cual la gota flotando dura más tiempo.

Para mayor información sobre el tema os remito a la Wikipedia en su artículo “Efecto Leidenfrost”.