Номер 7, страница 289 - гдз по физике 10 класс учебник часть 1 Генденштейн, Дик

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 6. Термодинамика. Вопросы и задачи к главе «термодинамика» - номер 7, страница 289.

Условие.

7. Почему капля воды, попав на раскалённую сковороду, не испаряется сразу, а начинает подпрыгивать?

Решение.

Это явление известно как эффект Лейденфроста. Когда капля воды попадает на поверхность, температура которой значительно выше точки кипения воды ($100^\circ\text{C}$), нижний слой капли, соприкасающийся с горячей поверхностью, мгновенно испаряется.

В результате между основной частью капли и раскалённой сковородой образуется тонкая прослойка водяного пара. Этот пар обладает низкой теплопроводностью, поэтому он действует как теплоизолятор, значительно замедляя дальнейшую передачу тепла от сковороды к капле.

Таким образом, капля воды не касается напрямую горячей поверхности, а левитирует, или "парит", на этой паровой подушке. Давление пара, который постоянно образуется и выходит из-под капли, заставляет её хаотично двигаться и подпрыгивать. Из-за плохой теплопередачи через паровую прослойку капля испаряется гораздо дольше, чем она испарялась бы на поверхности, нагретой лишь немного выше температуры кипения.

Ответ: При попадании на раскалённую сковороду под каплей воды мгновенно образуется прослойка пара, которая изолирует каплю от прямого контакта с горячей поверхностью, уменьшает скорость теплопередачи и, следовательно, испарения. Давление этого пара заставляет каплю "подпрыгивать" и скользить по поверхности.