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Sobre o efeito Leidenfrost e os diferentes regimes de evaporação de uma gota



Evaporação e tempo de vida uma gota. [1]


Johann Gottlob Leidenfrost investigou no século XVIII um efeito que ficou desde então ligado ao seu nome: o efeito Leidenfrost.

Tratando-se de um fenómeno de superfície que envolved o aquecimento de um líquido (gotas) e consequente formação de vapor junto a uma superfície quente, verifica-se que existe um temperatura característica (chamada temperatura Leidenfrost) a partir da qual se forma uma camada de vapor em torno da superfície que retarda a evaporação do líquido.

Do ponto de vista formal, chama-se Leidenfrost à temperatura à qual o tempo de evaporação total  atinge um máximo e o fluxo de calor atinge um mínimo local.

A imagem acima, adaptada da fonte citada pelo Blogue Engenharia Química, mostra os diferente regimes de evaporação possíveis, onde os perfis de tempo de evaporação e fluxo de transferência de calor podem ser comparados em simultâneo.

Para além da particularidade definida pela região onde se verifica o efeito Leidenfrost, importa notar como o fluxo máximo de calor transferido para o fluido a evaporar corresponde o mínimo tempo de evaporação, e que este se verifica à temperatura crítica do fluido.

Fonte: Drop-Surface Interactions, por Martin Rein (Livro)

No vídeo abaixo encontra-se uma demonstração do efeito Leidenfrost, mas também da transição entre regimes de evaporação.

Ao se mergulhar uma esfera de níquel a uma temperatura que supera a temperatura Leidenfrost, a evaporação é mais lenta do que o esperado por estar em causa o regime IV (efeito Leidenfrost), havendo evaporação do filme e suspensão da gota devido a esse filme. À medida que a esfera arrefece e se aproxima da fronteira definida pela temperatura Leidenfrost, e evaporação acelera, atingindo um máximo, e depois, já abaixo dessa temperatura, desacelera pronuciadamente.





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