×
У полум’я свічки є щось гіпнотичне. Воно танцює, мерехтить, нагріває. Але чи замислювались ви колись над тим, що насправді відбувається всередині цієї маленької світливої сльозинки вогню? Що саме горить? Фітіль? Воск? І куди подівається воск, коли свічка стає коротшою?
У Tabo , ми вважаємо, що розуміння наукових основ полум’я збільшує нашу оцінку кожної створеної нами свічки. Подорож свічки від твердого воску до невидимого газу — це неймовірна історія фізики й хімії, історія перетворення, яка захоплювала вчених протягом століть — від Майкла Фарадея до сучасних дослідників.
У цій статті ми відведемо вас у це подорож: від моменту, коли ви загортаєте спичку до останнього дымка. Ви дізнаєтеся, чому свічка горить так, як горить, з чого зроблений пламень і чому вибір воску має більше значення, ніж ви думаєте.
Перш ніж зрозуміти, як горить свічка, нам потрібно знати, що ми гарять.
Більшість сучасних свічок зроблені з парафіновий віск , побічний продукт нафтопереробки. Парафін - це суміш декількох високомолекулярних альканів, переважно докозан (C22H46) та октакозан (C28H58) - Я не знаю. Це довгі ланцюги атомів вуглецю і водню. Парафінний воск містить близько 85% вуглецю і 14% водню.
Воск об'єднується з насадка , зазвичай виготовлені з плетенеї бавовни або іншого поглинаючого матеріалу. Робота фітиля полягає не в тому, щоб спалювати (хоча він зрештою буде спалювати), а в тому, щоб діяти як система доставки - крихітний паливний насос, який тягне розплавлений воск вверх у полум'я.
Коли ви підпалюєте сірник і підносите його до фітіля, ви надаєте початкову енергію, необхідну для запуску процесу. Тепло полум’я сірника підвищує температуру воску, що знаходиться поблизу фітіля.
У цей момент три речі відбуваються швидко одна за одною:
Перше , твердий віск поблизу полум’я починає плавляються . Це — фізична зміна — віск змінює агрегатний стан від твердого до рідкого, але його хімічний склад залишається незмінним.
Секунда , розплавлений рідкий віск піднімається вгору по фітілю. Як саме? За рахунок капілярна дія — тієї самої сили, що піднімає воду крізь паперову серветку -. Фітіль діє як губка, вбираючи рідкий віск і переносячи його до полум’я.
Третій , коли рідкий віск досягає тепла полум’я, він випаровується — перетворюючись із рідини на газ. Це ще одна фізична зміна, але саме цей крок є вирішальним для можливості горіння -.
Ось ключове розуміння, яке дивує багатьох людей: сама воскова маса ніколи не горить у твердому чи рідкому стані. Горить пара воску — газоподібна форма воску.
Після того як воск випарувався, починається справжня «магія». Пара воску піднімається вгору від фітіля й змішується з киснем навколишнього повітря. Коли температура досягає достатньо високого рівня — приблизно 600 °C (1112 °F) для парафінового воску — пара займається.
Це запалення є хімічна реакція називають згоряння . Молекули вуглеводнів у парі воску реагують з киснем (O₂) з утворенням вуглекислого газу (CO₂) та води (H₂O) -.
Спрощене хімічне рівняння виглядає так:
Воск (вуглеводні) + O₂ → CO₂ + H₂O + тепло + світло -
Ця реакція виділяє енергію у двох формах: тепло (що підтримує горіння свічки) та світло (світіння, яке ми бачимо як полум’я).
Після запалювання свічки вона стає самодостатність . Тепло від полум’я розплавляє додатковий твердий воск, який піднімається по фітілю, випаровується й згорає — утворюючи більше тепла для продовження цього циклу -. Саме тому свічка горить стабільно, поки не вичерпається воск або полум’я не буде загаслено.
Як пояснює один із джерел: «Полум’я надавало достатньо тепла, щоб сама свічка підтримувала цю ланцюгову реакцію: полум’я нагрівало воск на поверхні, розплавляючи його; рідкий воск піднімався по фітілю завдяки капілярному ефекту, потім випаровувався й згорав у полум’ї».
Якщо уважно подивитися на полум’я свічки, можна помітити, що воно неоднорідне. Воно має структуру. Вчені поділяють полум’я на три окремі зони :
Це найзовнішній шар полум’я, де пари воску повністю взаємодіють з киснем з повітря. Оскільки горіння тут найповніше, ця зона є найяскравішою і найгарячішою — досягає температур, при яких сірник обвуглюється приблизно за одну секунду -.
Середня зона, де горіння менш повне . Тут менше кисню, тому деякі пари воску спалають лише частково. Ця зона диммер та охолоджувач менш яскрава, ніж зовнішнє полум’я.
Найвнутрішня зона, безпосередньо над фітілем. У цій зоні переважно міститься незгорілий пара воску який ще не вступив у реакцію з киснем -. Це найкруташі частина полум’я — настільки прохолодна, що ви можете на короткий час провести об’єкт крізь неї, і він не загориться.
Класична форма полум’я свічки у вигляді сльози не є випадковою. Вона є результатом конвекція . Коли гарячі гази від горіння піднімаються вгору, їх замінює холодніше й щільніше повітря знизу -2. Це створює неперервний потік свіжого кисню до полум’я.
Якщо запалити свічку в умовах невагомості , де конвекція не відбувається, полум’я стає сферичний замість краплеподібної форми. Звична нам форма насправді є результатом дії земної гравітації разом із фізикою гарячого й холодного повітря.
Подувши на свічку, ви побачите тонку струминку білий дим , що піднімається від фітіля. Що це за дим?
Це пара воску , який охолонув і знову конденсувався у мікрочастинки воску . Фітиль і навколишній віск залишаються гарячими кілька секунд після того, як полум’я згасло, тож випаровування продовжується — але без полум’я для спалювання пари вона просто виходить у повітря й конденсується.
Ось класичний розваговий трюк: якщо ви піднесете запалену сірник до цього білого диму одразу після того, як загасили свічку, полум’я пройде вздовж диму й знову запалить свічку — навіть без дотику до фітіля. Це працює тому, що дим містить незгорілий парафіновий пар, який залишається легкозаймистим.
Якщо ви колись спостерігали, як свічка згорає, то, можливо, задавалися питанням: куди подівається весь цей віск? Він просто не зникає.
Віск перетворюється на невидимі гази — двооксид вуглецю та водяну пару, — які розсіюються в повітрі -. Доки віск не стікає від полум’я, полум’я повністю його споживає, залишаючи без попелу за -.
У правильно горінній свічці єдиною видимою зміною є скорочення її довжини. Маса віску не зникла; вона просто змінила свою форму — із твердого стану, який можна побачити, на газоподібний стан, який не видно.
У Tabo , ми обираємо бджолиний воск для наших свічок — не лише через її красу та символіку, а й завдяки винятковим властивостям горіння.
Бджолиний воск має температуру плавлення приблизно 62–64 °C (144–147 °F) — значно вищу, ніж у парафіну. Ця вища температура плавлення означає, що воск бджолиний горить гарячіше й повніше , зменшуючи утворення незгорілих частинок вуглецю (сажі).
Оскільки бджолиний воск є природним продуктом, а не побічним продуктом нафтопереробки, він не містить синтетичних добавок чи загасників полум’я. Він горить яскравим, стабільним полум’ям і виробляє майже не виділяє сажі чи диму при правильному згорянні.
Під час згоряння воску бджіл виділяються негативні йони в повітря. Ці йони зв’язуються з позитивно зарядженими частинками в повітрі — такими як пил, пилок і спори плісняви — нейтралізуючи їх і ефективно очищення повітря які ви вдихаєте.
Чистий бджолиний віск виділяє м’який, природний аромат меду та нектару під час згоряння. Він ніколи не переважує — лише ненав’язливе нагадування про те, що це полум’я походить від живих істот, квітів та солодощів творення.
Якщо ви палите ароматичну свічку, процес переходу від твердого стану до газоподібного стає трохи складнішим. Ароматичні олії змішують із воском, і коли віск випаровується, ці ароматичні молекули виходять у повітря разом із парою воску.
Саме тому свічка може наповнити ароматом усе приміщення, навіть якщо полум’я невелике — запах переноситься самим процесом випаровування, що й підтримує полум’я.
Розуміння того, як горить свічка, також допомагає нам поважати її потенціал:
Ніколи не залишайте горящу свічку без нагляду. Полум’я підтримується постійним надходженням палива й кисню — і воно продовжуватиме горіти, доки один із цих компонентів не вичерпається.
Тримайте свічки подалі від сквозняків. Сквозняки спричиняють мерехтіння полум’я, що може призвести до нерівномірного згоряння, утворення сажі та навіть загрози пожежі.
Перед кожним запалюванням обрізуйте фітіль до довжини ¼ дюйма. Занадто довгий фітіль утворює більше й гарячіше полум’я, що швидше споживає віск і утворює більше сажі.
Зупиніть горіння, коли залишиться лише ½ дюйма воску. Горіння далі цієї межі загрожує перегріванням ємкості, що може призвести до її тріщин або розтріскування.
Щоразу, коли ви запалюєте свічку, ви стаєте свідком одного з найелегантніших перетворень у природі. Тверда воскова маса під дією тепла перетворюється на рідину, потім на газ, далі — на полум’я, а врешті-решт — на невидимі гази, що розсіюються в повітрі.
Це подорож, яка потребує точних умов: правильної температури, правильного палива та правильної кількості кисню. І це подорож, що впродовж століть захоплювала вчених — від знаменитих різдвяних лекцій Майкла Фарадея про хімічну історію свічки до сучасних дослідників, що вивчають динаміку полум’я в умовах мікрогравітації.
У Tabo ми пишаємося тим, що є частиною цієї подорожі. Наші свічки з пчелиного воску виготовлені з турботою й призначені для чистого та естетичного горіння, перетворюючись із твердого воску на теплое світло й чисте повітря.
Наступного разу, коли ви запалите одну з наших свічок, на хвилину спостерігайте за полум’ям. Подумайте про дивовижну подорож, що відбувається всередині цієї маленької сльозинки вогню — від твердого стану до рідкого й газоподібного, від воску до світла, від землі до повітря.
Це, звичайно ж, справжнє диво.
Очікуємо на наше довгострокове та дружнє співробітництво.
EN
