Der Leidenfrost-Effekt ist ein physikalisches Phänomen, das auftritt, wenn eine Flüssigkeit einer extrem heißen Substanz ausgesetzt wird. Die Flüssigkeit in unmittelbarem Kontakt mit der Hitze verdampft und der Dampf bildet eine Isolierschicht, die die Verdampfungs- und Siedegeschwindigkeit verlangsamt und die verbleibende Flüssigkeit schweben lässt. Ein klassisches Beispiel ist in der Küche zu sehen, wo ein Koch Wassertropfen in einen Topf spritzen könnte, um die Temperatur zu testen. Wenn die Pfanne heiß genug ist, scheinen die Wassertropfen auf einem Dampfbett über den Boden der Pfanne zu gleiten, anstatt sofort durch die Hitze zu verdampfen.
Dieser Effekt ist nach Johann Gottlob Leidenfrost benannt, der das Phänomen im 1700. Jahrhundert beschrieb. Forscher im 1800. Jahrhundert verfolgten seine Arbeit und bestätigten die Ergebnisse. Im Labor wird der Leidenfrost-Effekt manchmal für Demonstrationen und Laborwitze verwendet; Eine potenziell gefährliche Anzeige besteht darin, nasse Finger in ein Bad aus geschmolzenem Blei zu tauchen. Das Wasser an den Fingern verdampft und isoliert sie so lange, dass der Experimentator sie wieder herausziehen kann.
Die Physik hinter dem Leidenfrost-Effekt ist relativ einfach. Wenn sich Flüssigkeit durch den Kontakt mit etwas extrem Heißem schnell erhitzt, bildet sie eine Dampfschicht. Dampf leitet die Wärme nicht sehr gut und wirkt daher als Barriere zwischen der Hitze der Pfanne und der restlichen Flüssigkeit. Die Tröpfchen können beim Abdriften des Dampfes an der Oberfläche zu gleiten scheinen. Schließlich verdampft es, ebenso wie das restliche Wasser.
Der Leidenfrost-Effekt ist nicht nur ein interessantes und unterhaltsames Thema im Labor, sondern hat auch einige praktische Anwendungen. Forscher haben beispielsweise gezeigt, dass dieser Effekt für Kühlmechanismen genutzt werden könnte. Wassertröpfchen können mit Hilfe des Leidenfrost-Effekts dazu gebracht werden, ein sehr heißes Gitter hochzulaufen, und dies könnte ein Kühlsystem antreiben, um die Temperaturen in einem extrem heißen System zu senken.
Eine Folge des Leidenfrost-Effekts ist, dass Wasser und andere Flüssigkeiten bei zu heißen Bedingungen tatsächlich länger zum Kochen brauchen. Andere Demonstrationen des Leidenfrost-Effekts beinhalten das Spielen mit flüssigem Stickstoff und anderen potenziell gefährlichen Materialien. Es ist wichtig, dass die Leute bei diesen Demonstrationen die richtigen Sicherheitsvorkehrungen beachten, da die Fehlerquote gering ist. Das Eintauchen der Finger in geschmolzenes Blei kann zum Beispiel schwere Verbrennungen verursachen, wenn sie zu lange darin gelassen werden.