Leidenfrost'sches Phänomen
Leidenfrost-Phänomen
Leidenfrost Effect, Leidenfrost's phenomenon
Der deutsche Physiker Johann Gottlob Leidenfrost (1715-1794) erwärmte einen eisernen Löffel bis zur Rotglut und ließ einen Tropfen Wasser darauf fallen. Der Tropfen verkochte nicht zischend, sondern glitt fast reibungsfrei 30 Sekunden lang über die glühende Fläche hin und her, während er lautlos kleiner wurde. Seine Untersuchungen dazu veröffentlichte Leidenfrost im Jahr 1756 in seinem Büchlein "De Aquae Communis Nonnullis Qualitatibus Tractatus".
Ihm zu Ehren wird dieser Effekt "Leidenfrost'sches Phänomen" genannt.

Genauere Messungen ergeben eine "Tropfenlebensdauer" in Abhängigkeit der Temperatur, wie sie nebenstehend zu sehen ist. Unterhalb einer bestimmten Temperatur (dem Leidenfrost-Punkt) sieden die Tropfen rasch und verdampfen brodelnd, und ab dem Leidenfrost-Punkt vergehen sie langsam, geheimnisvoll und still.

Wärme der heißen Unterlage überträgt sich in die aufliegende Wasserschicht des Tropfens und breitet sich dann im Tropfen weiter aus, was aber eine gewisse Zeit benötigt. Ist die Unterlage deutlich heißer als der Siedepunkt des Tropfens, verdampft nur die untere Schicht des Tropfens, während der obere Teil noch recht kühl ist. Es bildet sich eine dünne Schicht aus Wasserdampf, die den Tropfen anhebt und wie eine Schutzschicht wirkt, denn Gase bzw. Dämpfe sind schlechte Wärmeleiter. Der Tropfen kann auf diesem Dampfkissen leicht hin- und hergleiten und widersteht dem "Tod durch Verdampfen" viele Sekunden.

Bei Flüssigkeiten, für die die Zimmertemperatur sehr heiß ist, funktioniert das Leidenfrost'sche Phänomen auch sehr gut. Gießt man flüssigen Stickstoff auf den Fußboden, gleiten viele kleine Leidenfrost-Tropfen davon. Man kann flüssigen Stickstoff sogar relativ gefahrlos über die Hand gießen oder sogar einen Finger kurz darin eintauchen. Kleine Stückchen aus Trockeneis auf einer leicht schrägen Metallplatte gleiten nahezu reibungsfrei auf einem Gaspolster abwärts. Dampfkesselexplosionen werden manchmal dadurch herbeigeführt, dass bei zu niedrigem Wasserstand die Kesselwände ins Glühen geraten und dann das im Kessel befindliche Wasser einen einzigen großen Leidenfrost'schen Tropfen bildet, der bei darauf folgender Abkühlung durch plötzliche massenhafte Dampfbildung den Kessel zertrümmert. (Explodierende Durchlauferhitzer). Perkins, s. u. Boutigny (s. u.) glaubte annehmen zu müssen, dass sich Flüssigkeiten, indem sie den Leidenfrost'schen Tropfen bilden, in einem neuartigem sphäroidalen Zustand befinden.

http://www.leidenfrost-ahnen.de/Gottlob.htm
http://volcaniclightning.tripod.com/leidenfr.htm
Wissenschaft und haarsträubende Jahrmarkteffekte:
http://www.wiley.com/college/phy/halliday320005/pdf/leidenfrost_essay.pdf
Glühende Kohlen und kalte Füße
An einer brennenden Kerze verbrennt man sich schnell, aber über glühende Holzkohle (keine Grillkohle) zu laufen ist nur (?) eine Sache des Mutes. Nicht so ganz, denn es gibt eine Reihe physikalischer Gründe für das Gelingen:
  • Holzkohle ist ein schlechter Wärmeleiter
  • Holzkohle hat eine geringe Wärmekapazität
  • Zwischen Fuß und Kohle bildet sich eine isolierender Dampfschicht (à la Leidenfrost)
  • Beim raschen Gehen dauert ein Schritt weniger als eine Sekunde
  • Die Kontaktfläche zwischen Fuß und den unebenen Kohlen ist klein (nicht (!) rennen)
  • Wärme wird genügend schnell durch das fließende Blut im Fuß abgeführt
http://www.gwup.org/mitglieder/regionalgruppen/bamberg/projekte/feuerlauf/index.html
Einige Veröffentlichungen
1746 Johann Theodor Eller Histoire de l'académie de Berlin
1756 Leidenfrost De Aquae Communis Nonnullis Qualitatibus Duisburg
1801 Klaproth Scherer's Allgm. Journ. d. Chemie VII 636
1802 Klaproth Journ. de Physique
1804 Rumford & Friedländer Nachricht von den neuesten Versuchen des Grafen Rumford über die strahlende Wärme Annalen der Physik 17 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43
1822 Döbereiner Hrn Döbereiner's ... Leidenfrost'schen Versuchs betreffend Annalen der Physik 72 (1-12) 206 210 211
1825 Pouillet Ann de chim. et de phys. T. XXXVI p. 5
1828 Perkins Besondere Erscheinung beim Wasserdampf im Dampferzeuger der Perkins'schen Maschine Annalen der Physik und Chemie 88 (2-12) 316 317 318 319
1828 Muncke Ueber Leidenfrost's Versuch Annalen der Physik und Chemie 89 (2-13) 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256
1830 Le Chevallier Jorn. de Pharmacie, T XVI p. 666
1830 Fischer Ueber die Natur des Leidenfrost'schen Versuchs Annalen der Physik und Chemie 95 (2-19), 514 515 516 517
1831 Fischer Nachträgliche Bemerkungen über die Natur des Leidenfrost'schen Versuchs Annalen der Physik und Chemie 97 (2-21) 163 164
1831 Muncke Einige Bemerkungen über Abstoßung Annalen der Physik und Chemie 98 (2-22) 208 209 210
1832 Buff Ueber den Leidenfrost'schen Versuch Annalen der Physik und Chemie 101 (2-25) 591 592 593 594 595 596
1835 Frankenheim Die Lehre von der Cohäsion
1836 Baudrimount Ann. de chim. et de phys. T. LXI p. 319
1836 Baudrimont Journ. de Pharm. XVI. 666
1840 Pélouze Journ. de pharm. p. 779
1840 Marchand Lampensäure Pharmaceut. Centralblatt, No. 36 S 571
1840 Emsmann Bildung des Leidenfrost'schen Tropfens auf Glas Annalen der Physik und Chemie 127 (2-51) 444 445
1840 Boutigny & Robiquet Phänomene der Calefaction Annalen der Physik und Chemie 127 (2-51) 130 131 132 133 134 135 136 137 138
1842 Person Ueber die Langsamkeit der Verdampfung in glühenden Gefäßen Annalen der Physik und Chemie 133 (2-57) 292 293 294 295 296 297 298 299 300
1844 Kramer & Belli Giornale dell' Instituto Lombardo di Scienze
1844 Choron Leidenfrost's Versuch auf Flüssigkeiten Annalen der Physik und Chemie 139 (2-63) 352
1845 Emsmann Geschichte des Leidenfrost'schen Phänomens Stettin
1847 Moritz Der Leidenfrost'sche Versuch auf Glas Annalen der Physik und Chemie 148 (2-72) 112
1850 Schnauß Neue Versuche mit dem Leidenfrost'schen Phänomen Annalen der Physik und Chemie 155 (2-79) 432 433 434 435 436 437
1850 Böttger Reclamation in Betreff einer Beobachtung beim Leidenfrost'schen Phänomen Annalen der Physik und Chemie 157 (2-81) 320
1851 Emsmann Zur Geschichte des Leidenfrost'schen Phänomens Annalen der Physik und Chemie 158 (2-82) 510
1851 Kerkhoff Versuche über den sogenannten Sphäroidalzustand des Wassers Annalen der Physik und Chemie 160 (2-84) 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145
1851 Person Ueber die Kraft, welche beim Leidenfrost'schen Versuch den Tropfen trägt Annalen der Physik und Chemie 160 (2-84) 274
1857 Boutigny Etude sur les corps à l'état speroidal
1858 Boutigny Studien über die Körper im sphäroidalen Zustand Leipzig
1863 Berger Ueber Sphäroidalzustand Annalen der Physik und Chemie 195 (2-119) 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 610 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637
1871 Budde Ein neues Experiment und einige Bemerkungen zur Theorie des Leidenfrost'schen Tropfens Annalen der Physik und Chemie 218 (2-142) 158 159 160 161 162 163
1871 Colley Ueber das Leidenfrost'sche Phänomen Annalen der Physik und Chemie 219 (2-143)

125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142
1872 Berger Einige Bemerkungen zu dem Aufsatz von E. Budde über den Leidenfrost'schen Tropfen Annalen der Physik und Chemie 223 (2-147) 472 473 474
1872 Berger Zu der Abhandlung von R. Colley über das Leidenfrost'sche Phänomen Annalen der Physik und Chemie 223 (2-147) 474 475 476 477 478

?

 Arch. ph. nat. T 31 p. 75
? Liebig's Jahresbericht 7, 4
? Phil. Mag [4] 10 p. 350
? Ann. d. Chem. u. Pharm. Bd. 2, S. 220
Baudrimont Ann de chim. et de phys. Serie 2, T 61
Buff Ann. der Chemie und Pharm. Bd 77
Buff Philosophical Magazine, 4 Ser., X, p. 350
Buff Ann. der Chemie, Bd. 2, S. 220
Choron Compt. rend. XIX, p. 581
Church Phil. Mag. [4], 7, 277
De Luca Comptes Rendus T. 51 p. 141
De Luca Comptes Rendus T. 55 p. 246
Döbereiner Schweigg. Journ XXIX, p. 43
Erdmann und Merchand Journ. für pract. Chem, Bd. 13, S. 137
Klaproth Allgem. Journ. der Chemie, VII. p. 646
Klaproth Gehlen`s N. Journ Bd. VII S. 646)
Laurent Ann de chim. et de phys. Serie 2, T 62
Lehot & Achard Gehler's Phys. Wört. Neue Aufl. Th. I p. 180
Perkins (245) Ann. de chim. et phys. 26? 36?, p 435 , (Annalen 12, p 316)
Person Compt. rend. 15, 492
Person Compt. rend. 32, 462
Person Compt. rend. T. 31 p. 900
Person Compt. rend. T. 32 p. 463
Schafhäutl Dinglers polyt. Journal 71 S. 351
Seyffer Annalen 90, S. 578
Sudre Comptes Rendus T. 51 p. 1092
Tyndall Philosophical Magazine, 4 Ser., X, p. 353
Döbereiner Annalen Bd 87, p. 447
Zurück zu "Warmes" Letzte Änderung 14.5.2005