為何有人敢徒手接觸鐵水，只要懂得萊頓弗羅斯特效應，其實(shí)你也可以！
眼前這個(gè)小伙是練就了鐵砂掌嗎？竟然面對流淌著(zhù)的滾燙鐵水毫無(wú)懼色，徒手揮掌，斬斷了鐵水，而他的手卻沒(méi)有絲毫受傷，只是有些許灰塵而已。其實(shí)以血肉之軀面對高達1370攝氏度的鐵水，他并不是具有特異功能，而是掌握了科學(xué)的技巧。這位硬核老兄是亞美尼亞鋼鐵廠(chǎng)的一位工人，而他正在做的是這個(gè)鋼鐵廠(chǎng)傳統的儀式，只有通過(guò)了這項考驗的，才能被老前輩認可為合格的鋼鐵工。
相信很多人肯定認為這其中涉及造假，否則手掌早就成烤豬蹄了，要么鐵水是假的，要么是這位老兄手上涂了什么神奇的隔熱材料。事實(shí)上，鐵水的確是真實(shí)的，不過(guò)手上倒是真的要涂上一種被稱(chēng)為一氧化二氫，化學(xué)分子式為H2O的物質(zhì)，不開(kāi)玩笑了，其實(shí)就是在做這個(gè)動(dòng)作之前，要將手放在水中浸濕。
那么手掌上薄薄的一層水真的能起到降溫的作用嗎？那畢竟是上千度的高溫鐵水，之所以可以起到保護作用，主要是與水沸騰相關(guān)的萊頓弗羅斯特效應。掌握這個(gè)原理不僅可以揮掌斷鐵水，其他的銅水、鉛水也不在話(huà)下。其實(shí)我們也經(jīng)常會(huì )在網(wǎng)上看到一些高人，表演手指蘸鉛水的表演，而鉛的熔點(diǎn)也在300度以上。
還有就是普通人也可以嘗試的過(guò)火儀式，赤腳踩在燒紅的木炭上跑過(guò)火堆。在我國很多少數民族活動(dòng)和一些國外宗教儀式上，都會(huì )有這樣的表演。但是無(wú)一例外的都要將接觸高溫的手掌或腳掌在水中浸濕，并且一定要遵循天下武功，唯快不破的原則。
倒不是因為我們的速度有多快，讓溫度來(lái)不及反應傷害，而是在迅速接觸高溫的過(guò)程中，薄薄的一層水瞬間氣化，在我們的手掌或腳掌外形成了一層保護膜，讓高溫暫時(shí)被隔絕。而之所以要快，就是要在水汽被完全氣化之前，讓手掌和腳掌離開(kāi)高溫的環(huán)境。溫度越高的環(huán)境，速度也要越快，所以徒手斷鐵水的老兄要快速揮掌，而過(guò)火儀式也可以一路小跑過(guò)去。
不過(guò)發(fā)現這個(gè)原理的萊頓弗羅斯特，可不是通過(guò)徒手斷鐵水這樣危險的實(shí)驗得出的，而是一個(gè)我們每個(gè)人在家里都可以做的實(shí)驗，只需要一個(gè)煤氣灶，一口鐵鍋和一點(diǎn)冷水即可。
萊頓弗羅斯特效應，搞懂它徒手接觸鐵水都不怕，那有沒(méi)有更安全的實(shí)驗可以弄清楚其中原理呢？
亞美尼亞的鋼鐵廠(chǎng)工人表演徒手斷鐵水的壯舉，雖然通過(guò)萊頓弗羅斯特效應的解釋?zhuān)覀冎朗鞘稚蠞駶櫟乃龅礁邷貧饣?，產(chǎn)生了保護膜。但是這種實(shí)驗多多少少都有一些危險性，如果速度不夠快，還是容易被高溫灼傷。
但接下來(lái)的實(shí)驗就安全的多，就是將一口鐵鍋燒到通紅，然后將少量的幾滴水倒進(jìn)鍋中，此時(shí)的水滴不僅沒(méi)有迅速沸騰蒸發(fā)，而且凝聚成幾個(gè)滾圓的小水珠，在鍋中不停的來(lái)回滾動(dòng)。一些廚師展示的鐵鍋無(wú)油煎雞蛋也是同樣的原理。
當水滴接觸到炙熱的鐵鍋底部時(shí)，由于溫度很高，水滴的接觸面會(huì )迅速蒸發(fā)氣化，同時(shí)在水滴的下方形成一個(gè)薄薄的蒸汽層，厚度大概在0.1到0.2毫米之間。蒸汽層會(huì )將水滴向上托起與鍋底隔絕，由于蒸汽的導熱性能較差，所以溫度也就很難再向上傳導，進(jìn)而導致水滴不會(huì )沸騰蒸發(fā)。
徒手斷鐵水的道理也是一樣，因為氣化的蒸汽阻隔了熱量的傳導，從而保護了手掌。不過(guò)最早發(fā)現這個(gè)現象的并不是萊頓弗羅斯特，而是一位荷蘭醫生赫爾曼·布爾哈夫在1732年首次發(fā)現，他同時(shí)是一位植物學(xué)家，但當時(shí)他并沒(méi)有給出有說(shuō)服力的解釋。直到1756年，另外一名德國醫生萊頓弗羅斯特，通過(guò)深入的研究發(fā)表了《論普通水的性質(zhì)》，來(lái)解釋這個(gè)現象。所以這一現象后來(lái)就用他的名字命名，被稱(chēng)為萊頓弗羅斯特效應。
而萊頓弗羅斯特所做的實(shí)驗，其實(shí)就和廚師經(jīng)常遇到的情況類(lèi)似，只不過(guò)他將鐵鍋換成了鐵勺，在一個(gè)燒的通紅的鐵勺上滴上一滴水，并且觀(guān)察到水珠浮起的現象，整個(gè)過(guò)程大約持續30秒左右，隨著(zhù)接觸面溫度的降低，水滴反而會(huì )沸騰最終蒸發(fā)。
而通過(guò)萊頓弗羅斯特的研究，不僅解釋了發(fā)生這一現象的原理，而且對于發(fā)生這一現象時(shí)的溫度提出了新的概念，通常能夠造成萊頓弗羅斯特效應的溫度，在193攝氏度左右，但是根據水中是否有雜質(zhì)，以及接觸的高溫物質(zhì)屬性不同，會(huì )產(chǎn)生一定的溫度偏差。不過(guò)這個(gè)溫度點(diǎn)基本維持在200攝氏度左右，被稱(chēng)為萊頓弗羅斯特溫度點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)LFP，而人們目前也在探索這一效應更廣闊的用途。
神奇的萊頓弗羅斯特效應，它的應用除了可以表演徒手斷鐵水外，還有什么實(shí)際的作用呢？
當水蒸氣遭遇超過(guò)200攝氏度高溫時(shí)，會(huì )迅速產(chǎn)生氣化形成隔熱。而在做飯時(shí)可以通過(guò)這種方式，掌握鍋的溫度，比如當鐵鍋燒到一定程度，可以滴一滴水在其中。如果水滴迅速沸騰蒸發(fā)，就說(shuō)明鍋底的溫度沒(méi)有超過(guò)200攝氏度，而如果水滴呈現圓滾滾的水珠狀，并且四處晃動(dòng)，就說(shuō)明水珠下方有蒸汽層，也就是形成了萊頓弗羅斯特效應，此時(shí)你可以用無(wú)油的鍋來(lái)煎一個(gè)蛋，還能保證不粘鍋，不過(guò)這除了有一點(diǎn)炫技的成分外，好像作用也不是很大。
然而萊頓弗羅斯特效應，也不光光只存在于高溫的情況下，在面臨低溫液氮時(shí)也有同樣的效果，這點(diǎn)就有人通過(guò)給自己身上澆液氮來(lái)挑戰這一現象。而這一行為在一般人看來(lái)，就是和徒手斷鐵水一樣的作死行為，因為液氮的溫度在零下195攝氏度，任何物體放在液氮中都會(huì )被迅速凍成冰棍，人體更是無(wú)法抵抗這樣的極度寒冷。
這件事的起因還要追溯到2014年風(fēng)靡全球的冰桶挑戰，這是一項呼吁關(guān)注漸凍人癥的公益活動(dòng)，但是絕大多數挑戰者使用的都是冰水從頭部淋下，只有一位戰斗民族的老哥，不滿(mǎn)足冰桶的威力，直接挑戰他所在工廠(chǎng)生產(chǎn)的液氮，當一桶液氮從頭上迅速澆下后，這位老哥的確是毫發(fā)無(wú)傷，雖然這里沒(méi)有高溫產(chǎn)生氣膜來(lái)進(jìn)行保護。
但是人體的體溫相對于液氮極低的零下195攝氏度，形成了一個(gè)超過(guò)200攝氏度的溫度差，當液氮接觸人體的瞬間，也產(chǎn)生了迅速的氣化，同樣形成了一個(gè)氣化的保護膜，從而起到保護的作用。不過(guò)這位老哥說(shuō)他是基于對物理、生物和數學(xué)原理的信任，說(shuō)明這其中不僅有萊頓弗羅斯特效應的基本原理，也有科學(xué)的測算和規范的操作，普通人不要隨意嘗試。
其實(shí)這個(gè)效應比較有用的案例，還是在我們航天事業(yè)上，通常高溫燃燒的火焰會(huì )影響火箭發(fā)動(dòng)機的工作，利用超低溫液體燃料與燃燒室和尾噴內壁之間的空隙，形成了一層氣膜，起到了冷卻發(fā)動(dòng)機的作用，所以火箭發(fā)動(dòng)機才能在超高溫的作用下持續工作，這樣的技術(shù)就被稱(chēng)為氣膜冷卻，應用的便是弗羅斯特效應。