Hoe doen kaarsen werk

Hoe doen kaarsen werk

Ik magine als er geen elektriciteit was en je moest overleven tot 12 uur van de duisternis elke nacht bij kaarslicht! Het klinkt geweldig in onze tijd van koude, steriele, TL-licht. Maar als je moest op die manier te leven de hele tijd je het zou vinden heel veel moeite, vooral als uw huis had veel kaarsen, alle branden tegelijk. Je zou niet alleen de wieken brandend fel te houden, zou je ook moeten zorgen dat ze waren niet van plan om te kantelen en brand veroorzaken. Nadelen opzij, kaarsen zal altijd een symbool van romantiek. Kijk dichter en je vindt hier ook dat ze klassieke voorbeelden van ingenieuze technologie. Laten we eens een kijkje op hoe ze werken!

Foto: Wie zegt dat de wetenschap is niet romantisch. of romantiek is niet wetenschappelijk? Kaarsen zijn een goed voorbeeld van hoe de wetenschap voegt een extra dimensie toe aan de schoonheid van de natuurlijke wereld—een punt de briljante Amerikaanse fysicus Richard Feynman was dol op het maken van. Luister naar hem bespreken van de vraag: Kan een wetenschapper echt genieten van de schoonheid van een bloem.

Hoe kaarsen te gebruiken verbranding

Kaarsen maken licht door het maken van warmte. zodat ze ruwe voorbeelden van wat we gloeilampen noemen (ouderwets, elektrische gloeilampen. in de late 19e eeuw ontwikkeld door Thomas Edison, zijn een veel meer geavanceerde versie van hetzelfde idee). Al het licht een kaars maakt komt uit een chemische reactie bekend als verbrandingslucht waarbij de was (gemaakt van koolstof gebaseerde chemicaliën typisch aardoliederivaat) reageert met zuurstof in de lucht om een ​​kleurloos gas genaamd kooldioxide maken. Water wordt ook in de vorm van stoom. Aangezien de was nooit verbrandt perfect schoon, er is ook een beetje rook. De rook is een aerosol (kleine deeltjes vaste stof, onverbrande koolstof uit de was gemengd met de stoom) en laat vaak zwart, koolstofafzetting op nabijgelegen wanden en plafond waarboven de brandende kaars. De stoom wordt in het blauwe deel van een kaars vlam, waarbij de was schoon verbrandt met veel zuurstof; de rook in de heldere, gele deel van de vlam, indien er niet voldoende zuurstof voor optimale verbranding plaatsvindt.

Kunstwerk: Hoe een kaars werkt: Een kaars is een miniatuur chemische fabriek die de koolwaterstoffen (moleculen op basis van de atomen waterstof en koolstof) in was in kooldioxide en water (stoom) zet door de chemische reactie die we noemen verbranding. Zuurstof wordt getrokken aan de onderkant, wordt brandstof opgesteld de lont, en warmte wordt afgegeven aan de top waar de warme lucht stijgt.

Wat is wax eigenlijk?

Je zou kunnen denken wax is gewoon. goed, was, maar het is eigenlijk best een lastig ding om te definiëren.

Het woord "was-" is een beetje zoals het woord "plastic": Het verwijst naar een verzameling van verschillende stoffen met vergelijkbare eigenschappen. Net zoals we moeten praten over "kunststoffen" (Want er zijn veel verschillende), dus moeten we praten over wassen.

Wassen worden vooral bepaald door hun fysieke eigenschappen. niet hun chemische eigenschappen. Voor onze doeleinden, kunnen we denken aan een was als een complex mengsel van vette organische chemicaliën die eigenschappen heeft wasachtige:

  • Het heeft een relatief laag smeltpunt boven kamertemperatuur (50°–90°C) en smelt zonder ontleding boven 40°C.
  • Het relatief lage viscositeit boven het smeltpunt.
  • Het heeft geen visco-elasticiteit (vervormt en geleidelijk terug in vorm na een kracht wordt uitgeoefend).
  • Het kan worden gepolijst (gepolijst) en wordt plastic boven 20°C met lichte druk.
  • Het brandt met een roetzwarte vlam (de kenmerkende eigenschap van een kaars).
  • Het is een slechte geleider (van zowel warmte als elektriciteit).

Foto: Wax in actie: Drie dagelijks wassen. Top: Een bijenwas kaars. Links: Een blikje carnaubawas schoensmeer. Rechts: Surfboard wax, meestal gemaakt van bijenwas, paraffine, of harde synthetische wassen.

Referenties

Hoe een kaars lont werken

Kaarsen misschien eenvoudig uit, maar ze zijn opvallend ingenieus. Zet het vuur aan de lont (de kleine snaar steken op de top) en warmte verplaatst zich snel naar beneden in de richting van de was lichaam van de kaars eronder. De wax heeft een laag smeltpunt, zodat het direct verandert in een hete vloeistof en verdampt, funneling recht omhoog rond de kous alsof het haasten van een onzichtbare schoorsteen (schoorsteen). De was damp vangt licht en brandwonden, het verzenden van een vlam hoog boven de lont. Warmte van de vlam verplaatst in drie richtingen tegelijk met werkwijzen genoemd geleiding, convectie en straling. Geleiding draagt ​​warmte langs de lont om meer was te smelten aan de bovenkant van de kandelaar. Convectie zuigt warme wax dampen uit de lont en zuigt zuurstof uit de omgevingslucht in de basis van de vlam. De vlam geeft ook off onzichtbare stralen warmte in alle richtingen door de straling. De kaars blijft "voeden" op de wax eronder totdat het is allemaal weggebrand—totdat alle potentiële energie opgeborgen in de was wordt omgezet in warmte, licht en chemische afvalstoffen.

Welk deel van een kaarsvlam is de heetste?

Hier volgen enkele benaderende temperaturen voor de verschillende onderdelen van een kaars en de vlam. Merk op dat de exacte temperatuur varieert nogal afhankelijk van allerlei factoren, zoals het soort was waaruit de kaars wordt gemaakt maar ook de omgevingslucht (lucht) temperatuur en hoeveelheid zuurstof aanwezig is. Gelieve niet deze waarden nemen absoluut definitief degenen die van toepassing zijn in alle gevallen—ze zijn slechts een indicatie gegeven.

  1. Wick: 400°C (750°F).
  2. Blauw / witte buitenrand van de vlam (en ook de blauwe kegel onder vuur waar de zuurstof binnenkomt): 1400°C (2550°F).
  3. Gele middenzone van het helderste gedeelte van de vlam: 1200°C (2190°F).
  4. Donkerbruin / rode binnenkant van de vlam: 1000°C (1830°F).
  5. Rood / oranje binnenkant van de vlam: 800°C (1470°F).
  6. Lichaam van de kaars: 40-50°C (104-122°F).
  7. Gesmolten pool van was bovenop de kaars: 60°C (140°F).

Misschien verrassend, het helderste gedeelte van de vlam is niet de heetste. De brandende deel van de vlam geeft ze driekwart van zijn energie zo licht en slechts een kwart als warmte (zodat u kunt zien een kaars is, in het beste geval, ongeveer 75 procent efficiënt als een lamp). De warmste delen van een kaarsvlam zijn eigenlijk de blauwe, bijna onzichtbaar in de buurt van de basis, waar zuurstof wordt aangezogen, en de blauw / witte gedeelte rond de rand, waar de vlam aan de zuurstofrijke lucht rondom het. De vlam wordt geleidelijk koeler zoals u vanaf de buitenste rand in de richting van de lont te verplaatsen. Koelere gebieden zijn donkerder en gekleurde oranje, rood of bruin. De meeste van de warmte van de vlam wordt geleverd bij de tip, waarbij een grote hoeveelheid gas steeds brandt en convectie vegen hete gassen constant omhoog. Als je iets wilt verwarmen met een kaars, houd het in de buurt van de top.

Grafiek: Er is een breed scala van temperaturen in de relatief kleine ruimte die een brandende kaars in beslag neemt. Wat betekent dat ons vertelt? Los van dat alles, suggereert de was waaruit een kaars vervaardigd moet betrekkelijk slechte warmtegeleider is.

Heeft kaarsen branden in de ruimte?

Het antwoord is nee, ja, en misschien. "Nee", Omdat er geen zuurstof in de ruimte. "Ja", Want je kaarsen kunnen branden in een ruimteschip waar er een kunstmatige toevoer van lucht. De antwoorden "kan zijn" omdat kaarsen branden niet in de gewichtloosheid van de ruimte, precies zoals ze branden hier terug op aarde. Er is geen "omhoog" en "naar beneden" in de ruimte, dus er is geen "top" of "bodem" van een kaars vlam niet. Convectie niet koeler zuurstof in te tekenen op de bodem en gooi hete uitlaatgassen uit aan de top, als het doet hier op aarde, waar de hetere gassen zijn minder dicht (minder wegen per volume-eenheid) dan koeler degenen. In de gewichtloosheid van de ruimte, met veel zuurstof, kaarsvlammen zijn meer bolvormig, omdat deze foto NASA laat duidelijk zien:

Foto: Kaarsen branden op aarde (links) en in de ruimte microzwaartekracht (rechts).

Ook u kunt bestellen hier.

Read more

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

2 × 3 =