Efek Leidenfrost Membuat Tetesan Bertahan di Atas Lapisan Uap

Tetesan cairan pada permukaan yang cukup panas dapat terpisah dari padatan oleh lapisan uap yang terus terbentuk di bawahnya. Keadaan ini dikenal sebagai efek Leidenfrost dan membuat tetesan meluncur serta bertahan lebih lama dibandingkan pada sebagian suhu yang lebih rendah.

Lapisan uap bukan bantalan diam. Penguapan memasok gas dari bawah tetesan, lalu uap mengalir keluar melalui celah tipis sambil menopang berat cairan. Penelitian dengan interferometri dan kamera cepat memperlihatkan kantong uap memiliki geometri serta fluktuasi yang berubah menurut ukuran tetesan.

Titik peralihan ke keadaan Leidenfrost tidak memiliki satu suhu universal. Jenis cairan, tekanan, sifat termal dan kekasaran permukaan, ukuran tetesan, serta kecepatan tumbukan dapat mengubah kapan kontak langsung berganti menjadi film uap yang stabil.

Dalam studi Nature Communications tahun 2021, Graeber dan rekan menemukan aliran uap yang terus keluar dapat memicu riak pada bagian bawah tetesan dan membuatnya memantul berulang. Temuan itu menjelaskan gerak yang tampak hidup tanpa menganggap tetesan memiliki sumber dorong tersembunyi.

Film uap juga dapat mengurangi perpindahan panas karena memisahkan cairan dari padatan. Dampaknya penting dalam pembahasan pendinginan, pendidihan, dan pengelolaan panas, tetapi hasil laboratorium pada geometri tertentu tidak dapat langsung digeneralisasi ke semua sistem industri.

Foto pendamping memperlihatkan satu tetes air di atas permukaan logam panas pada 20 November 2022. Percobaan dengan permukaan sangat panas berisiko menimbulkan luka bakar dan tidak dianjurkan dilakukan tanpa fasilitas serta pengawasan yang sesuai.

Sumber: G. Graeber dkk., “Leidenfrost droplet trampolining”, Nature Communications 12, 1727, 2021, https://doi.org/10.1038/s41467-021-22026-3 ; J. C. Burton dkk., “Geometry of the Vapor Layer Under a Leidenfrost Drop”, Physical Review Letters 109, 074301, 2012, https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.074301 ; Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leidenfrost_effect_of_a_single_drop_of_water.jpg

Catatan editorial: Artikel ini adalah artikel sains, bukan berita terbaru atau panduan eksperimen rumahan. Foto CC BY-SA 4.0 diubah ukuran dan dikonversi ke JPEG tanpa pemotongan.