萊頓弗羅斯特效應萊頓弗羅斯特現象（Leidenfrost Phenomenon）是指液體不會(huì )潤濕炙熱的表面，而僅僅在其上形成一個(gè)蒸氣層的現象，由科學(xué)家萊頓弗羅斯特在1756年發(fā)現。

現象

把水滴落在滾燙的鐵板上，假如鐵板的溫度僅高于水的沸點(diǎn)（100°C），水會(huì )發(fā)出嘶嘶聲并迅速沸騰。但當鐵板到達萊頓弗羅斯特點(diǎn)（Leidenfrost point）時(shí)，水便會(huì )產(chǎn)生萊頓弗羅斯特現象。水珠會(huì )在鐵板四處滾動(dòng)，并緩慢地逐漸蒸發(fā)，反而令水珠可以存在更久。

在萊頓弗羅斯特現象下，水珠中跟鐵板接觸的部分會(huì )迅速沸騰形成水蒸氣，與此同時(shí)水珠尚保持液體的狀態(tài)，由于水蒸氣的傳熱比液體水慢得多，蒸氣層阻隔水直接接觸滾燙鐵板并大大降低水滴沸騰的速度。

水的萊頓弗羅斯特點(diǎn)會(huì )隨著(zhù)水中含有的雜質(zhì)、滾燙物件的材質(zhì)、水的溫度等而改變，粗略量度下水在平底鍋的萊頓弗羅斯特點(diǎn)為約193°C。

廚師在預熱鍋子時(shí)，只要落下幾滴水看會(huì )否形成水珠，便可得知鍋子是否夠熱。在傳統的過(guò)火儀式，參加者會(huì )先沾濕雙腳，由于萊頓弗羅斯特現象令水不會(huì )快速升溫，使得熱不容易傳到人們的腳，即使人們走在火堆之上，只要不長(cháng)時(shí)間接觸炭火，也不易被燒得火紅的炭火燙傷。另外，依照萊頓弗羅斯特現象的原理，液態(tài)氮會(huì )在手上迅速沸騰并形成隔熱層，防止手凍傷，因此便可徒手觸摸液態(tài)氮。

現代航天發(fā)射使用的液體火箭發(fā)動(dòng)機，可以使用極低溫的液體燃料或液體氧化劑在發(fā)動(dòng)機燃燒室與噴嘴的內壁滲出形成一層氣膜，隔絕熾熱的燃氣與室壁的傳熱，這被稱(chēng)為“氣膜冷卻”，可以使液體火箭發(fā)動(dòng)機在極高溫燃氣下長(cháng)時(shí)間工作1.5-5分鐘并可以多次點(diǎn)火、重復使用。

理論

萊頓弗羅斯特標示出了進(jìn)行穩定之膜態(tài)沸騰(film boiling，參見(jiàn)boiling)所需之最低溫度，指的是在沸騰曲線(xiàn)上熱流(heat flux)達最低之一點(diǎn)，同時(shí)，液體與熱燙表面之接觸面完全為蒸氣層(vapor blanket)所覆蓋，而此時(shí)從熱燙表面向液體所進(jìn)行之熱傳導是透過(guò)此蒸氣層以傳導(conduction)及輻射(radiation)的方式完成。

1756年，萊頓弗羅斯特觀(guān)察到，當熱燙表面上的小水滴四處跳動(dòng)時(shí)，水滴的蒸發(fā)速度緩慢。隨著(zhù)表面溫度再度提高，熱輻射的效應會(huì )變得比熱傳導更為顯著(zhù)，因此這時(shí)再提高溫度，熱流會(huì )上升。一水平表面之熱流最低點(diǎn)可由Zuber's equation推導而來(lái)

其數值是由飽和溫度所決定。其中C為Zuber常數，于適當的壓力之下大部分的液體C值約為0.09。