Ein Wassertropfen fällt auf eine heiße Platte. Man erwartet ein Zischen – und dass das Wasser rasch verdampft. Doch ist die Platte sehr heiß, kann etwas anderes geschehen: Der Tropfen gleitet über die Oberfläche, als würde er schweben. Zwischen Wasser und Platte liegt ein dünnes Polster aus Wasserdampf.
Der Dampf entsteht direkt an der Unterseite des Tropfens. Dort verdampft ein kleiner Teil des Wassers besonders schnell. Die entstehende Dampfschicht hält den übrigen Tropfen auf Abstand zur heißen Platte. Weil Dampf Wärme schlechter leitet als Metall, gelangt die Hitze langsamer in den Tropfen. Deshalb verdampft er insgesamt langsamer, obwohl die Platte heißer ist. nagelgroup.uchicago.edu
Diese Temperatur, bei der sich die Dampfschicht bildet und der Tropfen zu schweben beginnt, heißt Leidenfrost-Temperatur. Sie hängt unter anderem von der Oberfläche und den Bedingungen des Experiments ab. Der Effekt wurde nach dem deutschen Arzt und Naturforscher Johann Gottlob Leidenfrost benannt, der ihn im 18. Jahrhundert beschrieb. Cambridge Core
Die Dampfschicht wirkt außerdem wie ein Gleitkissen: Der Tropfen kann über die Platte flitzen und sich dabei drehen. Das ist kein Zaubertrick und auch kein dauerhaftes Schweben. Während das Wasser verdampft, wird der Tropfen kleiner. Schließlich reicht der Dampf nicht mehr aus, um ihn zu tragen – dann verschwindet der Tropfen.
Ein winziger Tropfen macht damit ein großes physikalisches Prinzip sichtbar: Wärmeübertragung hängt nicht nur davon ab, wie heiß etwas ist. Entscheidend ist auch, wie die Wärme von einem Körper zum anderen gelangt.
Quellen
University of Chicago: Leidenfrost-Tropfen und Dampfschicht
Science Advances: „Final fate of a Leidenfrost droplet“
Journal of Fluid Mechanics: Leidenfrost-Temperatur und Dampffilm
Schlagworte: Leidenfrost-Effekt, Physik, Wärme, Verdampfung, Wasserdampf
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