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 la vitesse d’évaporation et d’ébullition, permettant au liquide restant de planer. Un exemple classique peut être vu dans la cuisine, où un cuisinier peut jeter des gouttelettes d’eau dans une casserole pour tester la température. Si la casserole est suffisamment chaude, les billes d’eau sembleront patiner au fond de la casserole sur un lit de vapeur plutôt que de s’évaporer immédiatement à cause de la chaleur.
Cet effet porte le nom de Johann Gottlob Leidenfrost, qui a décrit le phénomène dans les années 1700. Les chercheurs des années 1800 ont suivi ses travaux et ont confirmé les résultats. En laboratoire, l’effet Leidenfrost est parfois utilisé pour des démonstrations et des blagues de laboratoire ; un affichage potentiellement dangereux consiste à tremper les doigts mouillés dans un bain de plomb fondu. L’eau sur les doigts se vaporise et les isole assez longtemps pour permettre à l’expérimentateur de les retirer à nouveau.
La physique derrière l’effet Leidenfrost est relativement simple. Lorsque le liquide chauffe rapidement à la suite d’un contact avec quelque chose d’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 sembler effleurer la surface à mesure que la vapeur dérive. Finalement, il s’évapore, tout comme le reste de l’eau.
En plus d’être un sujet d’intérêt et de divertissement en laboratoire, l’effet Leidenfrost a également des applications pratiques. Des chercheurs ont démontré, par exemple, que cet effet pouvait être utilisé pour des mécanismes de refroidissement. Les gouttelettes d’eau peuvent être amenées à monter sur une grille très chaude à l’aide de l’effet Leidenfrost, ce qui pourrait entraîner un système de refroidissement pour aider à abaisser les températures dans un système extrêmement chaud.
Une conséquence de l’effet Leidenfrost est que l’eau et d’autres liquides peuvent en fait mettre plus de temps à bouillir si les conditions sont trop chaudes. D’autres démonstrations de l’effet Leidenfrost consistent à jouer avec de l’azote liquide et d’autres matériaux potentiellement dangereux. Il est important que les gens 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 provoquer de graves brûlures s’ils sont laissés trop longtemps.