액체질소로 구현해 본 라이덴프로스트 효과(Leidenfrost effect)
액체질소를 이용하여 라이덴프로스트 현상을 재현해 보았다.
실험이 끝나고 남은 액체질소를 그대로 두면 증발해서 다 사라질테니까
어떻게 할까 고민하다가
여름방학 시작하기 전에 복도 바닥에 부어 버렸다.
복도 바닥에 부었더니 라이덴프로스트 현상때문에
액체질소 방울들이 살짝 공중에 떠서 이동해 다니는 모습을 볼 수 있었다.
마찰력의 영향을 거의 안 받기 때문에 자연스럽게 퍼져 나가는 모습을 볼 수 있다.
자세히 관찰해 보면 작은 액체질소 방울들이 복도바닥위에서 요동치고 있는 모습을 볼 수 있다.
이런식으로 액체질소를 다 부어 버렸더니, 복도 구석에 먼지들이 모여 있는 것을 볼 수 있었다.
아래는 위키백과에 나와 있는 라이덴프로스트 현상에 대한 설명이다.
라이덴프로스트 효과(Leidenfrost effect)는 어떤 액체가 그 액체의 끓는점보다 훨씬 더 뜨거운 부분과 접촉할 경우 빠르게 액체가 끓으면서 증기로 이루어진 절연층이 만들어지는 현상이다. 이 효과는 요리할 때 온도를 측정하기 위해 프라이팬에 물을 뿌려보는 경우 등으로 가장 흔하게 볼 수 있다. 이때 프라이팬의 온도가 라이덴프로스트 지점 이상일 경우에는 물이 프라이팬 위에서 마구 움직이며, 물의 끓는점보다는 높지만 라이덴프로스트 지점 이하의 온도일 경우에는 증발하는데 시간이 더 걸리게 된다. 이 효과는 바닥에서 잽싸게 움직이는 액체 질소에서도 볼 수 있다. 또한, 이 효과는 액체 납이나[1] 액체 질소를 손에 넣었다가 빼거나 입에 넣는 시연을 보여줄 때 사고가 일어나지 않는 이유를 설명해주기도 한다.[2] 후자의 시연 같은 경우는 더 위험한데, 실수로 액체 질소를 삼켰을 경우 매우 위험하며 치명적인 부상을 입을 수 있다.[3]
이 효과는 존 고틀롭 라이덴프로스트가 그의 저서인 "A Tract About Some Qualities of Common Water"에서 처음 논의하면서 그의 이름을 따서 지어졌다.
라이덴프로스트(Leidwnfrost)효과로 난로위에 물방울이 떨어졌을때 동그랗게 모양을 유지한채 굴러 다니는 것을 볼 수 있다. 이는 난로위에 떨어진 물이 난로와의 접촉부분에서 순간적으로 기화되어 물이 떠 있게 되고, 기화된 수증기가 열의 전달을 막는 역할을 해서 떠있는 물은 물방울 형태로 존재하게 되는 걸 말한다.
