Premios BBVA y Efecto Leidenfrost

¡Buenos días a todos! Hace unos días, concretamente el 12 de Diciembre, el equipo de Proyecto AN asistimos a la entrega de premios anual de la Real Sociedad Española de Física y la Fundación BBVA.

Entrega de los Premios de Fisica Fundación BBVA-RSEF 2018. KIKE PARA.

Una de las razones fue que el premio al mejor artículo de enseñanza de física fue entregado a Juan Pedro García Villaluenga y nuestro colaborador Carlos Tapia Ayuga por “Efecto Leidenfrost en el agua”.

Carlos Tapia, además de colaborar con Proyecto AN tanto en los calendarios anuales que elaboramos como en múltiples actividades de divulgación, también trabaja en investigación en la UCM.

Abajo podréis encontrar el enlace a su web en la que se detallan algunos de los proyectos en los que está trabajando. A continuación damos una explicación sobre el artículo, el efecto Leidenfrost y su importancia.

El efecto Leidenfrost

El artículo galardonado explica con detalle tanto la parte teórica del efecto Leidenfrost como una forma casera de observarlo y reproducirlo con fines educativos. Se centra en el proceso de ebullición del agua sobre una placa caliente y cómo este cambia dependiendo de la temperatura a la que se produce la ebullición.

El efecto Leidenfrost  cobra su importancia a la hora de formar una capa aislante entre una placa caliente y una gota de un líquido que se pone en contacto dicha placa. Es un efecto que fue observado ya en el 1732 y descrito por el científico holandés Herman Boerhahaave. Hubo que esperar, sin embargo, hasta el 1756 para que Johann Gottlob Leidenfrost diese una explicación teórica de lo que estaba ocurriendo. Ahí se explicó que este efecto se producía porque, cuando una gota de un líquido entra en contacto con una superficie que está a temperatura muy superior a la temperatura de ebullición del líquido, se forma una capa de vapor que aísla a ambas e impide que la gota se evapore de forma instantánea. En este proceso, además, casi no se produce rozamiento entre la placa caliente y la gota de líquido.

Para el caso del agua, que es lo que explora en detalle el artículo, el efecto Leidenfrost se produce a partir de los 193ºC. Para llegar a documentar este fenómeno, lo que han hecho los investigadores es pasar por todos los diferentes tipos de ebullición del agua.

Gota de agua a temperatura ambiente. Autor: Carlos Tapia

El agua entre en ebullición a los 99,97ºC. Cuando la placa sobre la que depositamos las gotas de agua está a una temperatura inferior a la misma, se observa que el agua se evapora lentamente.

Gota de agua entre 104ºC y 110ºC. Autor: Carlos Tapia

Cuando la temperatura está entre 4 y 10ºC por encima del punto de ebullición del agua, es decir, cuando la placa está a una temperatura entre los 104ºC y los 110ºC, se observa un burbujeo aislado en la gota de agua depositada.

Gota de agua en fase de ebullición por nucleación. Autor: Carlos Tapia

Si se sigue aumentando la temperatura de la placa hasta el intervalo entre los 110ºC y los 130ºC se produce una ebullición por nucleación, formándose burbujas de gran tamaño que interfieren entre ellas.

Gota de agua en fase de ebullición violenta. Autor: Carlos Tapia

Si se sigue aumentando la temperatura de la placa por encima de los 130ºC el sistema entra en la fase de ebullición violenta en la que, además de que las gotas de agua se evaporen casi inmediatamente, se quedan residuos que contenía el agua sobre la placa. Cal, principalmente. Este proceso sigue produciéndose al aumentar la temperatura de la placa hasta llegar al punto Leidenfrost.

Gota de agua por encima del punto de Leidenfrost. Autor: Carlos Tapia

A esta temperatura, aproximadamente 193ºC, la gota de agua permanece sobre un colchón de vapor, estable y con forma lenticular, llegando a tardar hasta medio minuto antes de evaporarse.

Todo este trabajo está explicado en el artículo original de forma detallada que permite incluso poder reproducirlo tanto en casa como en un laboratorio para mostrar que no hay un solo tipo de ebullición para los líquidos, sino varios.

De nuevo, nos gustaría dar la enhorabuena a Carlos Tapia por el premio recibido y por habernos prestado las fotos para elaborar este artículo. Os dejamos en la bibliografía las fuentes de información que esperamos sean útiles.

Bibliografía

http://www.carlostapia.es/  Página web de Carlos Tapia

https://www.youtube.com/watch?v=xPAzTdPVBO0  Vídeo de la entrega de los premios de la RSEF del 2018

https://www.youtube.com/watch?v=MkoqN6hOzfI  Vídeo completo del efecto Leidenfrost en agua grabado para ser utilizado como recurso educativo.

http://revistadefisica.es/index.php/ref/article/view/2171  Enlace desde el que acceder al artículo completo en la revista de la RSEF. Solo para miembros.

http://carlostapia.es/articulos/archivos/RSEF_Leidenfrost.pdf  Enlace para el artículo completo.

Marina P.

 

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