水滴爬坡做过饭的人都知道,水滴在炽热的干锅里会蹦蹦跳跳,欢快异常。如果把一块金属板加热到100摄氏度以上,在上面滴一滴水,这滴水会在金属板上跳起 “天鹅舞”,只是跳舞的方向总是不断改变。这就是热力学中的莱顿弗罗斯特现象。 出现这种现象的原因是水滴在接触炽热表面时,在水滴下表面的水,就会蒸发形成水蒸气,水滴被上升的水蒸气托浮,就像坐在气垫船上一样可以到处舞动。水蒸气散失后,水滴就会落下来,再次接触炽热的金属表面,继续被产生的水蒸气托浮上来。但水滴的这种欢乐是有代价的,它的“身体”会越来越消瘦,直至最后全部化为水蒸气而消失。 有趣的是,最近美国俄勒冈州立大学的研究者们把平面金属板换成了锯齿形表面的金属板,发现水滴在这种金属板上竟然会掌握方向,不再向各个方向跳来跳去了,而是基本选择一个方向跳动。如果把这个锯齿形金属板放置成一定的坡度,就像坡度较小的楼梯一样,那么这个水滴竟然会顺着这种“楼梯”向上爬。科学家分析,这是水滴蒸发形成的水蒸气对水滴的推动作用造成的。只是这种锯齿形的表面能够掌握水蒸气的上升方向,于是水滴的前进方向也就确定了。 这个有趣的现象可以提供一种降温方法。通过水滴的蒸发把一些机器运转产生的热量吸收掉,从而达到冷却的目的。例如我们的机器在运转过程中,需要一定的降温散热装置,如果把散热器件设计成一定的锯齿形,就可以通过水滴的爬坡现象来冷却。