鸡蛋|炒鸡蛋不粘锅，背后有什么科学原理？揭秘莱顿弗罗斯特效应不粘锅

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【鸡蛋|炒鸡蛋不粘锅，背后有什么科学原理？揭秘莱顿弗罗斯特效应】

鸡蛋放进锅里翻炒不粘锅，快速把手放进液氮后抽离却不会冻伤，液体火箭发动机在极高温燃气中长时间工作不烧坏，这三个看似毫无关联的事情，背后却蕴藏了相同的科学原理。
这就是莱顿弗罗斯特效应，下面跟我来揭开它的神秘面纱。
一、什么是莱顿弗罗斯特效应？1756年，德国物理学家发表了一篇论文，描述了水滴在高温表面“跳舞”的奇怪景象。
一个烧的通红的铁锅，此时把一滴水落进去，会发生什么现象？一般根据常识，我们会立刻想象到水滴瞬间汽化的场面，并且温度越高，汽化速度也越快。
但是，科学家跟一般人的区别在于，他们观察事物更仔细，更细心。这不，在莱顿弗罗斯特的观察下，他发现这跟人们想象的不一样。
当第一滴小水滴落入高温表面后，整个汽化过程竟然长达30秒！接着他又落入了第二滴水，汽化时间却只有10秒，当他落入第三滴水时，汽化过程缩减到了1~2秒，接着滴入更多水，也都是在1~2秒左右汽化。
这就是莱顿弗罗斯特效应。
莱顿弗罗斯特曾尝试解释这个效应，可惜的是他没说对。
二、怎样正确解释莱顿弗罗斯特效应？莱顿弗罗斯特认为：如果温度升高，水滴汽化的时间将更长，这是因为热量使得水表面张力变大，但实际情况并非如此。
目前莱顿弗罗斯特效应的正确解释是：当水滴落到高温金属表面后，其内部和表面都会发生汽化，在金属和水滴表面之间，会形成一层约0.1毫米厚的水蒸气膜，正是它起着关键作用。
水蒸气膜有两个作用，第一个作用是让水滴悬浮，第二个作用是隔绝部分热量，减少水滴汽化速度，因为水一旦变成气态，传热性就会降低，这阻止了水滴从金属表面吸收更多热量。
水滴要产生莱顿弗罗斯特效应，需要加热到210到240摄氏度左右，这也被称为莱顿弗罗斯特温度，它并不固定，具体跟当地海拔有关，也就是海拔越高，气压越低，水的沸点越低，莱顿弗罗斯特温度越低。
如果金属表面达不到这个温度，形成的水蒸气膜就会太薄， “托不住”水滴，它会迅速汽化。这也是第2、3滴水的汽化速度快的原因（前面的水滴起到了冷却作用）。
三、我们怎样利用莱顿弗罗斯特效应？回到开头，鸡蛋之所以放进锅里翻炒不粘锅，鸡蛋作为液体，跟炙热的锅面接触时，也会产生莱顿弗罗斯特效应，鸡蛋的莱顿弗罗斯特温度大致在350摄氏度以上。
而快速把手放进液氮后抽离却不会冻伤，是因为液氮温度零下196摄氏度，而人体温度30多度，所以接触到人体的液氮会迅速沸腾，形成类似的蒸汽膜，从而保护人手，但是这个过程要快，不然持续的冷却会伤害手（请勿模仿）。
而现代液体火箭发动机则用极低温液体燃料，在发动机燃烧室和喷嘴内壁形成一层气膜，以此隔绝燃气和内壁传热，这就是“气膜冷却” ，可让发动机在极高温环境下长时间工作。
虽然这三个现象看似不同，但背后的原理相同，都利用了莱顿弗罗斯特效应。从这个过程中，我们可以发现科学就是从特例发现一般规律，然后再进行应用。这也是科学的魅力。