Een druppel op een gloeiende plaat

Je kent vast wel de uitdrukking “Een druppel op een gloeiende plaat”: een remedie die totaal niet helpt tegen het probleem. Die uitdrukking komt voort uit de gedachte dat een waterdruppeltje op een gloeiende plaat vrijwel direct weer verdampt en daarbij de plaat ook niet merkbaar afkoelt. Dat laatste is inderdaad waar, maar dat eerste niet altijd, zo ontdekte Johann Gottlob Leidenfrost al in 1756.

Als de plaat namelijk maar warm genoeg is, verdampt de druppel namelijk een stuk minder snel dan je zou verwachten. Druppels water op een metalen plaat van ruim 200 °C kunnen meer dan een minuut vloeibaar blijven, terwijl ze bij 100 °C binnen hooguit een paar seconde zijn verdampt. Als de plaat maar heet genoeg is, ontstaat er namelijk een kussentje van stoom ónder de waterdruppel. De waterdruppel zweeft boven het oppervlak. Omdat het gaslaagje relatief slecht warmte geleidt, verdampt de waterdruppel nu een stuk langzamer dan wanneer dit gaslaagje er niet was. Dit verschijnsel heet het Leidenfrosteffect.

Het Leidenfrosteffect treedt niet alleen op bij waterdruppels op een hete plaat, maar kan optreden bij elke vloeistof, zolang het oppervlak maar veel warmer is dan het kookpunt van de vloeistof. Het effect treedt bijvoorbeeld ook op wanneer je vloeibare stikstof op een tafel of over de vloer giet. Het oppervlak is dan op kamertemperatuur, maar stikstof kookt al bij -196 °C. Het oppervlak is bezien vanuit de vloeibare stikstof dus in feite gloeiend heet. Dat is ook de reden dat je, zonder bevriezingsverschijnselen te krijgen, een beetje vloeibare stikstof over je hand kunt gieten. Je kunt zelfs je hand kort in een bak met vloeibare stikstof stoppen. Het Leidenfrosteffect beschermt nu je handen tegen de extreme kou van het vloeibare stikstof, doordat er een dun laagje van stikstofgas om je handen ontstaat.

In het onderstaande filmpje van NurdRage wordt het verschijnsel mooi, maar met een enigszins vreemde stem, uitgelegd.

Je kunt het Leidenfrosteffect ook thuis zichtbaar maken door een pan op het fornuis heet te maken en er water op te druppelen. Let op: neem hiervoor een pan zonder anti-aanbaklaag, omdat de Teflonlaag bij hoge temperaturen (260 °C) gaat ontleden. Dat is om te beginnen slecht voor de pan, maar er komen ook ontledingsproducten bij vrij die schadelijk / dodelijk kunnen zijn voor parkieten en andere vogels.

Tot slot kun je het Leidenfrosteffect ook gebruiken om je hand in vloeibaar lood van 350 °C te kunnen stoppen zonder je hand te verbranden, door je hand eerst nat te maken. Het water zal dan snel verdampen en een gaslaagje vormen om je hand, zoals de MythBusters laten zien.

4 gedachten over “Een druppel op een gloeiende plaat”

    1. Nu je het zegt Roel… Er zit ook een héle spatie tussen de waarde (-196) en de eenheid (°C), terwijl dat een halve spatie moet zijn. En dan nu een woordgrap over kommaneukerij en \,

  1. Goed stukje!
    Het is erg leuk om te zien hoe de waterdruppeltjes ‘ronddansen’ op een kookplaat of iets dergelijks.
    Ik denk dat het je het Leidenfrosteffect nog beter kan zien als je bijvoorbeeld een kookplaat gebruikt met een enigzinse holling naar het middelpunt, (in de vorm van een horlogeglas, zeg maar) zodat de druppels niet van de plaat af ‘springen’.

Geef een reactie



Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *