Forskare från University of Syracuse har skapat en ovanlig teknik som gör att vatten "fryser" medan det kokar, vilket i framtiden kommer att förstå hur vatten får koka i rymden och hur man kan förbättra driften av flytande kylsystem för elektronik.
Amerikanska forskare har utvecklat en teknik som bokstavligen tillåter dig att pausa kokprocessen och förhindra att bubblor bildas inuti den kokande vätskan, enligt en artikel publicerad i Scientific Reports.
”Denna teknik gör det möjligt för oss att analysera kokprocessen på vatten på den mest grundläggande nivån. Att förstå det gör att vi kan skapa ytor som tillåter oss att maximera värmeöverföringen, såväl som att förstå hur vi kan få vatten att koka i tyngdkraft, där frånvaron av tyngdkraften leder till ansamling av bubblor på den uppvärmda ytan,”sa Shalabh Maroo från universitetet i staden. Syracuse (USA).
Maru och hans kollegor lärde sig att sluta koka tack vare två saker - en speciell laser och en speciell kiselvärmeplatta vars samverkan med laserstrålen förhindrade bildandet av bubblor i vattnet.
Forskare säger att processen med uppkomsten av bubblor med ånga inuti en kokande vätska är ett mysterium för fysiker: de är ännu inte helt säkra på att de vet hur fasövergången mellan vätska och gasformigt tillstånd i vatten eller andra ämnen, som bestämmer storleken och andra. egenskaper bubblor.
Ångbubblor bildas, enligt Maru, i botten av ett uppvärmt kärl, där de växer och stiger sedan upp till ytan. Forskarnas egenskaper, berättar forskaren, beror på hur det tunna vattenskiktet som separerar kärlets botten från bubblans botten är anordnat. Studien av detta lager fram till nu har varit praktiskt taget omöjlig på grund av hastigheten på bubbelbildning och bristen på lämpliga instrument för att observera dem.
En grupp fysiker under ledning av Maru lyckades "frysa" processen för ångbildning genom att bestråla en platta med tre lager - ren kiseloxid, guld och silikonglas, som ligger längst ner i ett kärl med varmt, men inte kokande vatten, med hjälp av ultra korta laserpulser.
Kampanjvideo:
Med konstant "laserbombardement" visas en ångbubbla på ytan av denna platta, som kommer att förbli "limmad" på det i timmar medan forskare fortsätter att bestråla kisel "smörgåsen".
Att observera denna "frysta" ångbubbla har redan hjälpt fysiker att upptäcka flera intressanta och tidigare okända funktioner i hur vatten kokar. Till exempel har forskare funnit att strukturen på skiktet mellan bubblan och kärlets botten beror på värmningsgraden - ju högre temperatur, desto tunnare blir detta skikt.
Dessutom, när ett visst märke uppnås, delas det upp i tre olika regioner - en torr fläck visas i dess centrala del, och vid kanterna finns två zoner av vattenindunstning, i vilken vätskan förvandlas till ånga enligt två olika scenarier. Deras studie, hoppas forskarna, kommer att hjälpa till att skapa nya ultraeffektiva kylsystem och kommer också att göra det möjligt för besättningen på ISS och andra rymdstationer och fartyg att dricka varmt te eller kaffe, kokande vatten i rymden.
