В Средние века суды не так уж и редко оказывались в ситуации, когда для вынесения обвинительного приговора не хватало доказательств, и точно так же не доставало аргументов, чтобы оправдать подозреваемого. Тогда судья мог обратиться к высшим сферам и назначить Суд Божий. Например, чтобы проверить истинность слов обвиняемого, ему предлагали лизнуть раскаленный металл. Если не было сильных ожогов на языке, то считалось, что человек говорит правду.

На первый взгляд пройти Суд Божий путем лизания раскаленного металла и оправдаться кажется делом безнадежным. Но оказывается, что некоторые обвиняемые таким способом признавались невиновными. И объяснить это можно, если на помощь физиологии призвать физику: у человека говорящего правду и убежденного в ней нервы гораздо спокойнее нежели, чем у лжеца. Его язык не сухой, как у виновного, а влажный. А дальше, при попытке лизнуть раскаленный металл влага испаряется, и в действие вступает эффект Лейденфроста.

Не пытайтесь проделать нечто подобное самостоятельно! Все трюки, показываемые в роликах крайне опасны и приводятся в статье лишь в целях объяснения действия эффекта Лейденфроста!


Смысл эффекта Лейденфроста

Физический смысл эффекта Лейденфроста заключается в появлении слоя пара, выполняющего теплоизолирующую функцию, между жидкостью и раскаленной поверхностью. По-другому этот феномен называется кризисом кипения.

В обыденной жизни иногда проверяют степень нагретости сковороды, брызнув на нее воду. Если металл разогрет ниже точки кипения, то вода просто растечется и будет неспешно испаряться. Если сковорода горячее точки кипения, то влага испарится с шипением, причем быстро. Но на перегретой сковороде произойдет необычное: капля воды начнет "парить" в виде шарика над поверхностью сковороды, довольно медленно испаряясь, а своим движением над металлом напоминать перемещение ртути.


Впервые явление было описано немецким врачом и теологом Иоганном Готлибом Лейденфростом в "Трактате о свойствах обыкновенной воды" изданном в 1756 году, но достоверно известно, что это явление наблюдал еще в 1732 году голландский врач и химик Герман Бургаве. Уильям Файрбэрн в своих лекциях по устройству котлов видел именно кризис кипения причиной значительного уменьшения теплообмена между металлом агрегата и водой. Конструктор рассказывал студентам о собственном наблюдении — капля воды практически мгновенно испарялась при температуре поверхности 168 градусов по Цельсию. Но стоило металл разогреть до 202 градусов, как процесс испарения растягивался на долгие 152 секунды.


Основная причина возникновения эффекта Лейденфроста — это практически мгновенное испарение нижней части капли при контакте с раскаленной поверхностью. В этот момент происходит образование прослойки пара, которая как бы "подвешивает" неиспарившуюся часть капли над раскаленной поверхностью, не давая жидкости вступить с ней в прямой контакт. А теплопроводность пара относительно невысокая, поэтому и испарение оставшейся части капли проходит довольно медленно.

Точно предсказать температуру когда начнется проявление эффекта Лейденфроста практически невозможно, поскольку эта точка зависит от свойств поверхности металла, наличия примесей в жидкости и других факторов. Эмпирически удалось установить, что температура проявления кризиса кипения для капли воды на поверхности сковороды примерно 193 градуса по Цельсию. Впрочем, некоторые ученые склоняются к мысли считать «точкой Лейденфроста» температуру при которой «левитация» жидкости длится максимальный промежуток времени.

Именно на проявлении эффекта Лейденфроста основаны трюки в популярных ныне видеороликах — опускание руки в расплавленные сталь, свинец (демонстрируя такой трюк герои роликов предварительно смачивают руки водой. влага на поверхности руки при контакте с раскаленным металлом мгновенно испаряется, создавая слой пара, который выполняет роль термоизоляции). В случае с жидким азотом, он при контакте с кожей начинает быстро испаряться, при этом тоже образуется «защитная» паровая прослойка,