蜡烛是由什么制成的?点燃的蜡烛为什么有两种火焰?
在情人节或者在过生日的场合,人们常常要点燃蜡烛表示庆贺;在庙堂或者举办佛事的地方,能够看见更多点燃的蜡烛,以烘托出一种肃穆、神秘的氛围。蜡烛火苗是我们最常看到的一种火焰,其中隐藏着同热和对流等有关的许多科学道理,是一种非常复杂的现象。
蜡烛是由蜡烛芯和包裹在芯线周围的蜡两部分组成。广义的蜡,是指在室温下为固体的一种油脂。早些时候,人们利用从植物或者动物中获得的油脂来制成蜡烛。比如,蜜蜂从它腹部的蜡腺会分泌出一种蜂蜡,那就是蜜蜂用来筑巢的主要材料。古人从蜂巢中提炼出蜂蜡,大量用来制造蜡烛。现在的蜡烛,用的则是从石油中分馏出来的石蜡。蜡烛的“蜡”字带有“虫”字旁,就反映了制造蜡烛的原料的历史。
仔细观察蜡烛的火焰(燃烧的发光部分,即日常根据其形状而说的“火苗”),里面包含着许多的科学道理。历史上以研究电磁学而著名的物理学家法拉第(1791~1867),就曾多次以蜡烛为题向普通民众演讲,传播科学知识。根据他的演讲内容编辑而成的书,书名就叫做《蜡烛的故事》,这本书今天还能找到。法拉第为什么要以蜡烛为题进行演讲?因为蜡烛燃烧涉及到热和对流等许多物理现象。
为什么蜡烛芯的顶端也要燃烧
蜡烛是怎样燃烧的?把蜡烛芯用火点着,芯线燃烧,产生热,把周围的固体蜡融化。接着,融化的液体蜡根据毛细管现象浸入芯线上升。液体蜡爬升到接近火焰时,由液体变为气体,自身也就作为燃料燃烧起来。
蜡烛燃烧的到底是不是气体燃料,做一个小实验就可以证实。随便拿一根不怕火的管子,将它的一端插入到燃烧着的蜡烛火焰中,靠近中心的芯线,这时,你用火去点管子的另一端,“噗”地一声就会生起火焰。这证明,管子所引出的确实是气体燃料。
那么,蜡烛芯也在火中,为什么不会被立即烧尽呢?日本首都大学南大泽校区对燃烧工程学有很深造诣的汤浅三郎教授解释说,这是由于“靠毛细现象沿蜡烛芯爬升上来的液体蜡在蒸发时带走了热量”。
液体蜡蒸发的温度要低于芯线燃烧的温度,因此,蜡蒸发为气体燃烧时,芯线不会燃烧。不过,蜡烛芯的顶端靠近火焰,温度比较高,因此,从顶端开始,蜡烛芯也会慢慢向下燃烧,逐渐被消耗。
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