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Gotas Levitantes y Autoorganizadas

La dinámica de fluidos es un tema actual con muchos aspectos sorprendentes. Uno de ellos es el efecto Leidenfrost. Proviene del nombre del científico alemán que lo describió por primera vez: Johann Gottlob Leidenfrost. Se produce cuando un líquido, en contacto con un objeto significativamente más caliente que la temperatura de ebullición del líquido, produce una capa de vapor que rodea el objeto y lo aísla así de los intercambios térmicos directos con el objeto.

Al igual que muchos aspectos de la dinámica de los fluidos, este fenómeno es poco conocido y, sin embargo, tiene importantes implicaciones para la termodinámica de la evaporación, y también podría tener diversas aplicaciones en la refrigeración de microchips con agua o en el movimiento de moléculas químicas.

En Rusia, el investigador Oleg A. Kabov del Instituto de Termofísica y su equipo también han estudiado este interesante efecto [1]. En particular, observaron las gotas levitantes de condensado líquido y su organización en conjuntos ordenados.

Conjunto de gotas en levitación sobre la interfaz líquido-gas vista desde arriba.

El equipo informa de que las características geométricas de la levitación sobre una superficie sólida seca y calentada son muy similares a las de las gotas que levitan sobre interfaces líquido-gas. Propusieron un modelo sencillo que predice los mecanismos de la levitación de las gotas y la interacción entre ellas que conducen a la formación de patrones sobre una superficie seca. El mecanismo se basa en la difusión en torno a una gota que da lugar a un movimiento del fluido conocido como flujo de Stefan. En este caso, la simetría del flujo se rompe en presencia de la pared y la reflexión del flujo de Stefan en el sustrato provoca el fenómeno de levitación observado. Además, el flujo de vapor crea una interacción repulsiva entre las gotas, lo que hace que múltiples gotas formen conjuntos regulares.

En Estados Unidos, otro equipo de investigación de la Universidad de Bath realizó una aplicación muy interesante para controlar el movimiento de las gotas [2]. Las explicaciones y los sorprendentes resultados se muestran en el siguiente vídeo.

 

 

Continúe leyendo en:http://physicsworld.com/cws/article/news/2017/sep/07/levitating-droplets-go-with-the-flow

[1] https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.094503

[2] http://www.bath.ac.uk/research/news/2015/05/19/leidenfrost-thermostat/

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