Efek Leidenfrost: Perbedaan antara revisi

[[Berkas:Leidenfrost droplet.svg|thumbjmpl|Tetesan Leidenfrost]]

[[fileBerkas:18. Лајденфростов ефект.webm|thumbjmpl|Demonstrasi efek Leidenfrost]]

'''Efek Leidenfrost''' adalah [[fenomena]] fisika di mana suatu [[cairan]], yangsedang berdekatan dengan massapermukaan materi yang secara signifikan jauh lebih panas dari(atau padadengan kata lain suhunya jauh lebih tinggi) daripada [[titik didih]] cairan, tersebut sehingga menghasilkan lapisan [[uap]] yang kemudian mengisolasi cairan tersebut dari materi panas agar tidak [[mendidih]] dengan cepat. Karena '"kekuatan repulsif'" ini, tetesan terlihat melayang di atas permukaan daripada membuatlangsung melakukan kontak fisik dengannyadengan materi panas. Fenomena ini paling sering terlihat saat [[memasak]]:, ketikayaitu saat [[tetesan|meneteskan]] [[air]] dalam panci untuk mengukur suhunya:. jikaJika suhu panci berada di atau di atas titik Leidenfrost, air bergerak dengan cepat melintasi panci dan memakan waktu lebih lama untuk menguap daripada di panci yang suhunya berada di bawah suhu titik Leidenfrost (namun masih di atas suhutitik mendidihdidih).

[[Berkas:Effet leidenfrost.ogg|thumbjmpl|leftkiri|Klip video yang mendemonstrasikan efek Leidenfrost]]

[[Berkas:Spherical harmonic in water drop.ogv|thumbjmpl|Eksitasi pada modus normal pada [[tetesan|setetes]] [[air]] selama efek Leidenfrost]]

Efeknya bisa dilihat sebagai tetes air yang ditaburkan ke panci pada berbagai waktu saat memanas. Awalnya, karena suhu panci berada di bawah {{convert|100|C|F}}, air secara merata dan perlahan menguap, atau jika suhu panci jauh di bawah {{convert|100|C|F}}, air tetap cair. Seiring suhu panci berada di atas {{convert|100|C|F}}, tetesan air mendesis saat menyentuh panci dan tetesan ini menguap dengan cepat. Kemudian, karena suhu melebihi titik Leidenfrost, efek Leidenfrost ikut bermain. Pada kontak dengan panci, tetesan air bermuara ke dalam bola kecil air dan skitter di sekitar, tahan lebih lama dari padadaripada saat suhu panci lebih rendah. Efek ini bekerja sampai suhu yang jauh lebih tinggi menyebabkan tetesan air lebih lanjut menguap terlalu cepat sehingga menyebabkan efek ini.

Hal ini karena pada suhu di atas titik Leidenfrost, bagian bawah tetesan air menguap segera pada kontak dengan piring panas. Gas yang dihasilkan menahan sisa tetesan air di atasnya, mencegah kontak langsung lebih jauh antara air cair dan piring panas. Karena uap telah jauh lebih buruk [[konduktivitas termal]], [[perpindahan panas]] lebih lanjut antara panci dan tetesan melambat secara dramatis. Hal ini juga berakibat pada penurunan yang bisa meluncur di sekitar panci pada lapisan gas di bawahnya.

[[Berkas:Heat transfer leading to Leidenfrost effect for water at 1 atm.png|thumbjmpl|480px|Perilaku air di atas pelat panas. Grafik menunjukkan perpindahan panas (fluks) vs suhu. Efek Leidenfrost terjadi setelah transisi perebusan.]]

Suhu di mana efek Leidenfrost mulai terjadi tidak mudah diprediksi. Bahkan jika volume tetesan cairan tetap sama, titik Leidenfrost mungkin sangat berbeda, dengan ketergantungan yang rumit pada sifat permukaan, dan juga kotoran pada cairan. Beberapa penelitian telah dilakukan menjadi model teoritisteoretis sistem, namuntetapi cukup rumit.<ref name="Bernardin & Mudawar" >{{cite journal |doi=10.1115/1.1470487 |title=A Cavity Activation and Bubble Growth Model of the Leidenfrost Point |url=https://archive.org/details/sim_journal-of-heat-transfer_2002-10_124_5/page/864 |journal=Journal of Heat Transfer |volume=124 |issue=5 |pages=864–74 |date=2002 |last1=Bernardin |first1=John D. |last2=Mudawar |first2=Issam}}</ref>

Efeknya juga dijelaskan oleh perancang pendidih uap Victoria terkemuka, [[Sir William Fairbairn]], yang mengacu pada pengaruhnya terhadap perpindahan panas secara massal dari permukaan besi panas ke air, seperti di dalam pendidih. Dalam sepasang ceramah tentang desain pendidih,<ref name="Fairbairn" >{{cite book |title=Two Lectures: The Construction of Boilers, and on Boiler Explosions, with the means of prevention |author=William Fairbairn |date=1851 |url= https://books.google.com/books?id=VD5MAAAAMAAJ&dq=fairbairn%20boiler&pg=PA1#v=onepage&q&f=false }}{{page needed|date=February 2014}}</ref> Dia mengutip karya Pierre Hippolyte Boutigny (1798-1884) dan Profesor Bowman dari [[King's College, London]] dalam mempelajari ini. Setetes air yang segera diuapkan pada suhu {{convert|168|C}} tahan selama 152 detik pada suhu {{convert|202|C}}. Suhu yang lebih rendah dalam pendidih [[Firebox (mesin uap)|firebox]] mungkin menguapkan air lebih cepat sebagai hasilnya; Bandingkan [[efek Mpemba]]. Pendekatan alternatif adalah menaikkan suhu di luar titik Leidenfrost. Fairbairn menganggap ini juga, dan mungkin telah merenungkan [[pendidih]] uap, namuntetapi menganggap aspek teknis tidak dapat diatasi untuk saat ini.

Efek Leidenfrost telah digunakan untuk pengembangan [[spektrometri massa]] ambien dengan sensitivitas tinggi. Di bawah pengaruh kondisi Leidenfrost, tetesan yang mengambang tidak melepaskan molekul dan molekulnya diperkaya di dalam tetesan. Pada saat terakhir penguapan tetesan semua molekul yang diperkaya dilepaskan dalam domain waktu singkat dan dengan demikian meningkatkan sensitivitasnya.<ref>{{cite journal | title=Leidenfrost Phenomenon-assisted Thermal Desorption (LPTD) and Its Application to Open Ion Sources at Atmospheric Pressure Mass Spectrometry| journal=Journal of The American Society for Mass Spectrometry |authors=Subhrakanti Saha, Lee Chuin Chen, Mridul Kanti Mandal, Kenzo Hiraoka | date=March 2013 | volume=24 | pages=341–7 | doi=10.1007/s13361-012-0564-y|bibcode = 2013JASMS..24..341S | pmid=23423791}}</ref>

* [http://www.abc.net.au/catalyst/stories/s1647557.htm "Uphill Water"] - [[American Broadcasting Company|ABC]] Catalyst story