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Schlichting!: Wassertropfen auf der Rennbahn

Träufelt man Wasser auf eine heiße Platte, schwebt es für lange Zeit auf dem entstehenden Dampf. Besitzt der Untergrund ein Profil, flitzt der Tropfen sogar mitunter davon.
Leidenfrostring

Gibt man Wassertropfen in eine kalte Pfanne und erwärmt diese, bleiben sie an ihrem Ort und köcheln vor sich hin, bis sie verdampft sind. Etwas ganz an­ deres passiert, wenn die leere Pfanne schon heiß ist oder man das Wasser direkt auf das glühende Kochfeld gibt. Dann tanzen die Kügelchen umher und halten erstaunlich lange durch, bevor sie vollständig zu Gas werden.

Hinter diesem von Johann Gottlob Leidenfrost (1715 – 1794) erstmals erforschten und nach ihm benannten Effekt steckt eine subtile Selbstorganisation. Kommt Wasser mit einer mehr als etwa 200 Grad Celsius heißen Oberfläche in Berührung, verdampft es in der Kontaktregion schlagar­tig – aber nur dort. Denn wegen der hohen Temperatur läuft der Prozess so schnell ab, dass er sich selbst be­grenzt: Bevor das unter dem Tropfen entstehende Gas entweichen kann, hebt es ihn ein wenig an. Er sitzt fortan auf einem Dampfkissen, das ihn vom Untergrund isoliert. So wird das Substrat gewisser­maßen Wasser abweisend. Der Tropfen ist dadurch äu­ßerst mobil, und kleinste Anstöße, etwa durch gezieltes Anpusten, lassen ihn über die Unterlage flitzen.

Dabei stellt sich eine Art stationäres Gleichgewicht ein, das dem Gebilde ein unerwartet langes Dasein beschert. Entweicht Gas an den Seiten, gerät das Wasser erneut in direkten Kontakt mit der heißen Oberfläche und der Dampfpuffer wird abermals aufgefüllt. ...

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  • Quellen

Dupeux, G. et al.: Viscous Mechanism for Leidenfrost Propulsion on a Ratchet. In: Europhysics Letters 96, 2011

Linke, H. et al.: Self-Propelled Leidenfrost Droplets. In: Physical Review Letters 96, 2006