Jak zapalić zapałką świeczkę nie dotykając knota?

Niewidzialny lont czyli doświadczenie fizyczne, w którym przedstawię jak i dlaczego można zapalić zapałką świeczkę nie dotykając nią knota? Opiszę też jaką temperaturę ma płomień świecy.

Potrzebne przedmioty do doświadczenia ze świeczką:

• świeczka (nie podgrzewacz)
• łyżka stołowa
• zapałki
• podstawka

Jak wykonać doświadczenie „niewidzialny lont”?

Najpierw zapalmy świeczkę i musimy odczekać przynajmniej 1 minutę aby wosk roztopił się na świeczce. Następnie gasimy płomień świeczki przykrywając go łyżką zamykając w ten sposób dopływ tlenu do ognia. Gdy zgaśnie płomień pojawia się dym. Należy wtedy przyłożyć do dymu zapaloną zapałkę w odległości nawet kilku centymetrów od knota. To wystarczy aby płomień „zszedł” z zapałki do knota jak po „niewidzialnym loncie” i na nowo zapalił świeczkę.

Na czym polega zjawisko palenia się świecy?

Żeby lepiej zrozumieć doświadczenie najpierw trzeba poznać samo zjawisko palenia się świecy. Odpowiedzią na to pytanie jest sposób spalania substancji ciekłych lub stałych. Tak naprawdę większość z nich nie spala się bezpośrednio tylko spalają się ich opary. Tak dzieje się z alkoholem czy benzyną, które są cieczą w normalnych warunkach i palą się ich opary. Podobnie jest również z niektórymi ciałami stałymi. W naszym przypadku jest to wosk. Wosk, który jest ciałem stałym, nim dojdzie do jego spalania najpierw musi się roztopić i zamienić w ciecz, która następnie zaczyna parować i spalać się w wysokiej temperaturze.

Jak się pali świeczka i jaka jest temperatura płomienia świecy?

Po zapaleniu knota wosk zaczyna się topić w pobliży płomienia, który go rozgrzewa. Następnie roztopiony wosk dzięki właściwościom kapilarnym knota wsiąka do niego i wędruje po nim do góry. Roztopiony wosk na knocie w pobliżu płomienia świecy paruje i przechodzi w stan gazowy. Opary wosku ulegają spalaniu w płomieniu świecy wytwarzając przy tym ciepło i światło. Tak więc knot w świecy nie spala się tylko opary wosku wokół niego. Dlatego knot np. w lampie naftowej wystarcza na bardzo długo i bardzo powoli się skraca (spala). Natomiast kiedy knot jest za długi to spala się bardzo szybko ponieważ wosk nim zdąży wsiąknąć i dojść do końca knota wcześniej paruje i spala się w płomieniu świecy.

Temperatura płomienia świecy jest różna i wynosi od 800 do 1400 st. C w zależności od odległości płomienia od knota i ilości dostarczonego powietrza do płomienia. Jak rozmieszczają się strefy temperatur w płomieniu świecy najlepiej ilustruje to rysunek obok. Bezpośrednio nad płomieniem występuje najwyższa temperatura i tutaj dochodzi do całkowitego spalania gazów. Strefa z najwyższą temperaturą spalania wynoszącą ok. 1400 st. C występuje tylko w tym płomieniu, w którym jest odpowiednio duża ilość tlenu i dzięki temu nie doszło do wytrącenia sadzy.

Dlaczego można na nowo zapalić świeczkę bez dotykania knota płomieniem zapałki?

Po zgaszeniu płomienia świecy jeszcze przez krótką chwilę rozgrzany wosk na świecy paruje. Te opary są jeszcze bardzo łatwo palne! Dlatego gdy przysunie się do dymu zapaloną zapałkę, płomień z zapałki „zejdzie” jak po niewidzialnym loncie do świecy i ją na nowo zapali.

Gdzie można zaobserwować ruchy Browna?

Kiedy gasimy świeczkę pojawia się dym. Możemy wtedy zaobserwować, że ten dym układa się za każdym razem nierównomiernie i zawsze tworzy różne, niepowtarzające się wzory. Jest to pewnego rodzaju przykład ilustrujący teorię chaosu, a więc zjawisk losowych, nieprzewidywalnych. Dzieje się tak gdyż ten nieregularny ruch dymu powstaje w wyniku zderzeń jego z cząsteczkami powietrza. Taki nieprzewidywalny ruch drobnych elementów nosi nazwę ruchów Browna.

Czarna czy srebrna łyżka?

W trakcie doświadczenia „niewidzialny lont” można zaobserwować również, że łyżka, którą gasimy świeczkę pokrywa się sadzą i robi się czarna. Tak osmoloną łyżkę można wykorzystać w innym doświadczeniu. Po włożeniu osmolonej sadzą łyżki do szklanki z wodą zobaczymy, że łyżka zrobiła się srebrna. Dlaczego? Opis tego zjawiska możecie znaleźć w innym wpisie z doświadczeniem pt. „srebrne jajko”. Zapraszam.

Czy jesteśmy piromanami? Trudno powiedzieć. Jest to już przecież kolejne doświadczenie z ogniem. Ogień bardzo nas fascynuje ale czujemy przed nim respekt i staramy się zawsze pamiętać o zasadach bezpieczeństwa.

Życzę dobrej i bezpiecznej zabawy.

Inne, bezpieczne doświadczenia fizyczne z ogniem: