Da, vorbesc de o simplă lumânare. Din aceea pe care o aprinzi în biserică sau acasă când rămâi fără curent electric (mai ai așa ceva prin sertare?). Ok, iei un băț de chibrit, îl aprinzi, dai foc fitilului lumânării și gata! Ai lumină la o intensitate relativ constantă pentru câteva ore. Dar încearcă să dai foc la mijlocul lumânării, cu flacăra direct pe ceară. Lumânarea nu ia foc. Cum ar veni, ceara întreține focul, dar nu arde? Dar dacă ceara nu arde, ce arde? Ori ce se întâmplă?
Cum arde lumânarea?
În mod clar, ceara se consumă pe timpul arderii. Este, așadar, folosită pe post de combustibil. Dar modul în care funcționează o simplă lumânare arată un mecanism de o precizie uluitoare. Că te și miri că așa ceva a fost inventat fără inteligență artificială :)
Ce arde, în fapt, este ceara sub formă de gaz (vapori), gaz ce rezultă în urma topirii cerii solide ca urmare a căldurii generate de fitil.
Iată, pe scurt, întreg procesul de ardere:
• când aprinzi lumânarea, fitilul, din fire de bumbac răsucite, arde suficient pentru a încălzi ceara solidă
• ceara devine lichidă, iar parte din acest lichid urcă spre vârful fitilului (prin ceea ce se numește „capilaritate”; o explicăm pe scurt mai jos)
• ceara lichidă, pe măsură ce se apropie de flacără, se transformă în vapori (gaz)
• vaporii de ceară se ridică (efectul de convecție), intrând efectiv în flacără
• având oxigen din aerul înconjurător și o sursă de căldură (flacăra lumânării), are loc combustia cerii sub formă de vapori.
Capilaritatea, pe care am menționat-o mai sus, vorbind despre faptul că ceara lichidă urcă pe fitilul de bumbac al lumânării, este, în esență, capacitatea unui lichid, folosind proprietățile moleculelor care-l formează de a se cupla (folosind atracția electrică) la molecule ale unui recipient / mediu (cum ar fi un tub de sticlă) și de a urca, aparent sfidând gravitația (dar, în fapt, legăturile de adeziune dintre lichid și mediul în care urcă sunt mai puternice decât gravitația).
Alte aspecte interesante, și anume că fitilul nu arde foarte repede (cum ar arde dacă i-ați da foc separat, când nu află pus în lumânare), precum și faptul că fitilul lumânărilor arse are cam aceeași lungime - au legătură tot cu capilaritatea. De ce? Pentru că ceara lichidă îmbibă fitilul și blochează arderea rapidă și completă a acestuia. Gândiți-vă că altfel fitilul ar arde rapid, iar lumânarea s-ar stinge. Iar faptul că ceara lichidă poate urca circa un centimetru pe fitil - dă dimensiunea fitilului când stingeți lumânarea.
→ Dacă vreți o explicație mai detaliată a capilarității, căutați „capilaritatea” pe site-ul nostru și veți găsi câteva articole dedicate.
Mai jos prezentăm un clip în care puteți urmări, glisând stânga-dreapta, cum evoluează flacăra lumânării după aprindere:
Din ce este făcută ceara?
Până în secolul XIX, lumânările se produceau folosind grăsime animală. Astăzi, majoritatea lor sunt produse din ceară de parafină. Parafina este o substanță solidă, albă, formată dintr-un amestec de hidrocarburi saturate obținute la distilarea țițeiului.
Parafina este solidă la temperatura camerei și începe să se topească la o temperatură de peste 37 °C, punctul său de fierbere fiind la circa 370 °C.
Parafina a fost obținută pentru prima dată de Carl Reichenbach în Germania în 1830 și a însemnat un progres major în tehnologia fabricării lumânărilor, deoarece arde mai bine decât lumânările pe bază de seu și procesul de fabricație este mai ieftin. Lumânările de parafină fără coloranți și fără parfum sunt inodore și alb-albăstrui.
De ce scoate lumânarea fum?
Înainte de a încheia, mai vreau să ating două aspecte mărunte ale arderii lumânării: de ce scoate fum și de ce este bine ca lumânarea să aibă o grosime de cel puțin un centimetru.
Fără a intra în detaliile formării flăcării lumânării, vreau doar să menționez că fumul pe care-l scoate lumânarea (și care se poate impregna pe pereți ori obiecte de mobilier) este generat de arderea incompletă a cerii. Această ardere incompletă are ca efect producerea unor particule de carbon și are loc în special în apropierea fitilului, unde nu este disponibil prea mult oxigen. Pe măsură ce mergi către marginea flăcării, arderea este mai completă, iar culoarea flăcării este diferită (de la nuanțe întunecate, în centru, la galben-albăstrui, către margini).
Grosimea lumânării permite (sau nu) formarea unei „fântâni” de ceară lichidă, care să asigure îmbibarea fitilului, transformarea în gaz șamd, așa cum am explicat mai sus. Așadar, dacă v-ați gândit vreodată că lumânările ar fi mai frumoase dacă ar fi mai subțiri, subțirimea vine cu dezavantaje, stricând mecanismul perfect al acestui instrument „magic” de iluminat, lumânarea...
Fumul unei lumânări surprins pe cameră, imediat după ce a fost stinsă
Credit: bymingo100
Suplimentar, puteți urmări un scurt documentar realizat de NASA (4 minute) în care se vorbește despre cum se comportă o flacără în spațiu, în condiții de microgravitație (subtitrare în lb. engleză).
⇒ Citiți și: Cum se comportă focul în condiții de gravitație zero
