تأثير ليدنفروست .. لماذا يصدر صوت عندما يسقط الماء على سطح ساخن؟

من المعلوم لدينا ان الصوت يصدر عن طريق التضاغط والتخلخل لجزيئات الوسط الذي ينقل الصوت.  وعندما يتم تسخين الماء فإن ضغط بخاره يزداد تدريجياً.

ضغط البخار هو الضغط النانج عن الطاقة الحركية لجزيئات السائل والتي تكون عكس الضغط الجوي.  عندما يزداد ضغط البخار ليصبح أعلى من الضغط الجوي فإن السائل يغلي.  ودرجة الغليان للماء تكون عند 100 درجة مئوية عند الضغط الجوي والذي يساوي 760torr، عندما نسكب الماء على سطح ساخن لدرجة كبيرة بحيث تسخن الماء وترفع درجة حرارته لدرجة الغليان في لحظة زمنية صغيرة جداً، فإن ما يحدث هو ان سطح الماء اصبح ملاصق لسطح ساخن جداً ولكن هذا الارتفاع المفاجىء في درجة حرارته ما يلبث إلا ان ينخفض وبسرعة أيضاً أي ان سطح الماء الذي لامس السطح الساخن هو من تغير درجة حرارته لان الأمر تم بسرعة كبيرة جداً مما يعني ان بقية الماء لم تتغير درجة حرارته أو ضغطه (ولهذا السبب لن تشعر بلسعة الحرارة عندما تلمس المكواة وهي في اعلى درجات حرارتها اذا كان اصبعك مبلل بالماء ولمست سطحها بسرعة كبيرة).

ولكن من جانب اخر فإن ضغط البخار للماء ككل يزداد أكثر من الضغط الجوي وبسرعة كبيرة أيضا مما يسبب ما يشبه حالة من الضغط المرتفع (ضغط البخار) تعاكس ضغط منخفض (الضغط الجوي) فوق سطح الماء فيحدث الصوت الذي نسمعه دائما عند سقوط قطرات الماء على سطح ساخن. 

بالطبع لا نسمع نفس الصوت عندما نغلي الماء بالطريقة العادية لاننا نسخن الماء في هذه الحالة ببطء مما لا نسمح بوجود فرق في الضعط بين ضغط البخار والضغط الجوي بصورة مفاجأة.

تعرف هذه الظاهرة باسم تأثير ليدنفروست Leidenfrost effect وهذا الفيديو يشرحها

ارجو المساهمة في هذه الحملة