Tetes Leidenfrost Dapat Berosilasi Menjadi Bentuk Bintang

Tetes cairan di atas permukaan yang jauh lebih panas daripada titik didihnya dapat bertahan di atas bantalan uap, sebuah keadaan yang dikenal sebagai efek Leidenfrost. Dalam kondisi tertentu, tepi tetes itu tidak tetap bundar: ia berosilasi menjadi pola menyerupai bintang.

Eksperimen yang dilaporkan Xiaolei Ma, Juan-José Liétor-Santos, dan Justin Burton mengamati mode dengan dua hingga tiga belas cuping. Pola tersebut muncul pada tetes yang melayang di atas permukaan melengkung yang dipanaskan, sehingga kontak langsung cairan dengan padatan sangat berkurang.

Para peneliti menemukan panjang gelombang azimutal pola bintang terutama ditentukan oleh panjang kapiler cairan, bukan oleh jari-jari tetes atau suhu substrat. Mode yang benar-benar tampak tetap sensitif terhadap viskositas cairan dan kondisi eksperimen.

Pengukuran tekanan di bawah tetes menunjukkan osilasi pada frekuensi kira-kira dua kali frekuensi gerak bentuk tetes. Hubungan itu mendukung penjelasan berupa pemaksaan parametrik: aliran uap dan gelombang kapiler memasok gangguan berkala yang dapat menguatkan mode tertentu.

Bintang Leidenfrost bukan benda padat dan bukan gambar yang dibentuk dari luar. Ia adalah pola gerak cairan yang terus berubah, sehingga jumlah cuping dan kestabilannya bergantung pada keseimbangan inersia, tegangan permukaan, viskositas, gravitasi, dan aliran uap.

Foto pendamping memperlihatkan satu tetes air dalam keadaan Leidenfrost pada 20 November 2022. Bentuk pada foto tidak dimaksudkan sebagai dokumentasi eksperimen bintang yang dibahas dalam makalah.

Sumber: Xiaolei Ma, Juan-José Liétor-Santos, dan Justin C. Burton, “Star-shaped oscillations of Leidenfrost drops”, arXiv:1605.05255, 2016, https://arxiv.org/abs/1605.05255 ; ulasan akses terbuka di PMC, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8256046/ ; Wikimedia Commons, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Leidenfrost_effect_of_a_single_drop_of_water.jpg

Catatan editorial: Artikel ini adalah artikel sains yang merangkum riset primer dan tidak menyatakan pola dapat direproduksi aman di rumah. Foto CC BY-SA 4.0 diubah ukuran dan dikonversi ke JPEG tanpa pemotongan.