蠟燭的原理,蠟燭燃燒為何要燈芯
蠟燭的原理
在黑暗的夜晚,蠟燭為人類帶來了光明,蠟燭燃燒時,蠟變少了。仔細觀察就會發現,燃燒時,蠟燭芯底下的蠟被熔化了,蠟,到底是怎樣燃燒的呢?
點燃蠟燭時,先點燃的是蠟燭的燭芯,當火焰的熱量温度大約60℃時,固體的蠟就會熔化成液體。在蠟燭火焰的底下,儲存着液態的蠟。液態的蠟,會沿着蠟燭芯絨爬上來,再被火加熱變成氣體。最靠近蠟燭芯的是剛變成氣體的蠟。如果吹熄燭火,可以看到燭芯上面有一縷“白煙”上升。這就是沒有燃燒的氣態的蠟,如果立即去點燃這縷“白煙”,火焰會迅速竄回燭芯,蠟燭又重新燃燒起來。
蠟白液體狀態變成氣體狀態,是燭芯的作用。在裝有煤油的瓶子裏,放進一根紗線(蠟燭芯),在紗線的上端點上火,同樣可以持續燃燒。跑到紗線上去的煤油,被火焰加熱成氣體而燃燒了起來。就這樣,紗線起着輸送液體,把液體變成氣體,使燃燒繼續下去的作用。只要能使液體的蠟爬上來,即使芯不是紗線做的,蠟燭也能燃燒。幾根金屬絲摻合起來,在金屬芯的上端點火,預先塗在金屬絲上的蠟就會燃燒起來。燃燒產生的熱,同樣能使下面的蠟熔化變成液體爬上來,所以蠟燭也能繼續燃燒。與紗線相比,金屬絲傳熱快,所以隨着蠟燭的燃燒,芯周圍的蠟很快熔化,形成一個很深的凹坑。
蠟和煤油等液體為什麼能爬到芯上來呢?可以做一個實驗,把玻璃管立在水中,水就能在管子裏升上來,管子越細,水上升的位置就越高,這就是毛細現象。變成液體的蠟,和水一樣,通過蠟燭芯線中的縫隙爬上來。蠟一定要附着在燈芯上才可以燃燒
蠟燭燃燒為何要燈芯
不論是點蠟燭或是油燈都必須有一條燈芯,火焰在燈芯的上端燃燒,燈芯就是一條夠粗的棉或其他多孔性材料的線,靠著毛細作用不斷地把燈油(煤油或植物油)供應到火焰中去。火焰的温度使燈油氣化,如果注意觀察一下就可以看到在火焰的中央有一個比較暗的部分,這就是已經氣化但尚待燃燒的油氣。燃燒就是燃料的快速氧化,必須具備三個條件:燃料、氧和足夠高的温度。蠟燭或油燈的火焰中的燃料就是這氣化了的燈油,火焰外面空氣中的氧氣要擴散到火焰中去才有機會與油氣接觸、混合而燃燒。火焰發光的部分就是正在燃燒中的油氣。蠟、煤油和植物油中主要的成份是碳和氫,因此與氧氣反應,也就是燃燒所生成的產物必然是二氧化碳和水蒸氣。要維持一個火焰穩定地燒下去,除了要經由燈芯順利地供應燃料,讓空氣中的氧順利地擴散到火焰的裏面以外,還要讓燃燒所生成的二氧化碳和水蒸氣順利地擴散到火焰的外部,並且離開火焰的附近,以免影響了氧氣向內的擴散。因此,要維持一個穩定的火焰一定要有適當的通風,但通風也不能太強,否則把尚未燃燒的油氣吹跑了,或是使温度降得太低了,火焰便熄掉了。
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