Plattentemperatur um die Schwelle ~200 °C: Kurven von Dampfschicht und Lebensdauer — Lehrmodell, keine gemessenen Siededaten.
Zum Modell
Leidenfrost-Effekt: ein Tropfen auf einer Fläche weit über dem Siedepunkt siedet nicht heftig, sondern liegt auf einer dünnen Dampfschicht und lebt länger. Unterhalb der Schwelle — Kontaktsieden, der Wärmestrom ist groß, der Tropfen verdampft schnell. Oberhalb des Leidenfrost-Punkts (für Wasser auf sauberem Metall etwa 200 °C) isoliert der Dampf die Flüssigkeit, der Wärmestrom fällt, die Lebensdauer wächst — Filmsieden. Die Kurven von Spalt und Lebensdauer sind hier Lehrkurven (Potenzgesetze in der Überhitzung), keine gemessene Siedekurve. Tropfenform, Stoffeigenschaften der Flüssigkeit und die Textur der Platte bleiben unberücksichtigt.
Für wen: Oberstufe und erstes Semester: Sieden, Phasenübergang, Wärmeübertragung.
Wichtige Begriffe
leidenfrost-effekt
filmsieden
leidenfrost-punkt
dampfschicht
wärmestrom
lebensdauer des tropfens
So funktioniert es
Auf der heißen Platte siedet ein Wassertropfen entweder im Kontakt oder stützt sich, oberhalb des Leidenfrost-Punkts (~200 °C für Wasser auf sauberem Metall), auf einer Dampfschicht. Dampf leitet schlecht — die Lebensdauer wächst. Auf dem Bildschirm Lehrkurven von Spalt und Lebensdauer gegen die Plattentemperatur, keine Laborsiedekurve.
Häufige Fragen
Warum lebt der Tropfen auf der heißeren Platte länger?
Oberhalb des Leidenfrost-Punkts bildet sich unter dem Tropfen schnell ein Dampfpolster. Dampf leitet Wärme schlechter als der direkte Kontakt, daher wird die Energie zum vollständigen Verdampfen langsamer zugeführt.
Wo ist das praktisch wichtig?
Beim Abschrecken von Metallen stört Filmsieden die schnelle Kühlung. Der Tropfen gleitet mit geringer Reibung; das Verschütten von Kryogen auf eine warme Fläche ist durch verzögertes Aufsieden gefährlich.
Verhält sich jede Flüssigkeit so?
Ja, wenn die Überhitzung der Fläche gegenüber ihrem Siedepunkt ausreicht. Bei Wasser auf glattem Metall liegt die Schwelle bei etwa 200 °C; bei flüssigem Stickstoff tritt der Effekt schon bei Zimmertemperatur der Platte auf.