Svíčky po vědecku

Všichni víme, že mihotající se plamen svíčky nás může sladce ukolébat. Málokdo však tuší, že za tímto jevem se skrývá spousta chemie a fyziky. Již po celá staletí svíčky fascinovaly celou vědeckou komunitu.

V roce 1860 hovořil vědec Michael Faraday na mnoha přednáškách na téma "historie chemie svíček", ve kterém popisoval mnoho jevů, které nastávají při hoření svíčky. Informace pro svoje přednášky získal důkladným studováním plamene svíček a jeho chováním v různém prostředí.

V roce 1990 NASA vyzdvihla výzkum svíček na úplně jinou úroveň provozováním výzkumu hoření svíčky ve vesmírném prostředí. Vědci z celého světa zkoumají plamen svíce a jeho složení. A v neposlední řadě tisíce studentů v rámci svých školních projektů zkoumají jak funguje teplo, světlo a zrcadla často právě pomocí svíček.

 

Jak svíčka hoří

Všechen vosk je v podstatě uhlovodík. To znamená, že se skládá z atomů vodíku (H) a kyslíku (C). Když zapálíte svíčku, teplo, které je generované ohněm roztaví vosk kolem knotu. Tento tekutý vosk je poté vynášen kapilární silou nahoru po knotu rovnou do plamene svíčky. Tento plamen přemění tekutý vosk na teplý plyn a začne jej rozkládat na atomy vodíku (H) a uhlíku (C)

Molekuly jsou pak unášeny na špičku plamene, kde reagují s kyslíkem (O) ve vzduchu a tak vytvářejí teplo, světlo, vodní páru (H2O) a oxid uhličitý (CO2). Zhruba jedna čtvrtina energie uvolněné touto chemickou reakcí vyzařuje v podobě tepla všude okolo plamene. Navíc taví další vosk a proces se opakuje, dokud zbývá nějaké palivo. Čím lepší kvalita vosku a čím více ho je, tím déle svíčka hoří.

Po zapálení svíce vždy trvá několik minut než se tento proces stabilizuje. Plamen může být tenký a ze svíčky může vycházet více kouře než obvykle, ale jakmile se proces stabilizuje, plamen bude hořet čistě a plynule ve tvaru kapky. Avšak nic není dokonalé a může se stát, že plamen pobere příliš mnoho či příliš málo paliva a kyslíku a začne se mihotat a nespálené částice uhlíku uniknou z plamene. To může vést k černavému zbarvení svíce na jejím vrcholu.

 

Složení plamene svíčky

Plamen svíčky se skládá ze tří oblastí. V dolní části je modrý, uprostřed oranžovohnědý, ale největší horní část je žlutá.V Modré zóně, která je nejbohatší na kyslík , dochází k vypařování uhlovodíku a začíná jeho dělení na uhlík a vodík. Uhlík zde reaguje s kyslíkem. V oranžovohnědé části je velmi málo kyslíku. Uhlík se zde začíná přetvářet na tvrdší a menší částice.

A jak stoupají společně s párou a oxidem uhličitým vytvořeným v modré zóně jsou zahřáté na teplotu 1000 Stupňů Celsia. Na dně žluté zóny tvoření částic uhlíku (sazí) intenzivně pokračuje. Vzestupují, neustále se zahřívají, až se nakonec vznítí a vyzáří celé viditelné spektrum. Bohužel, jelikož je zde žlutá barva silně dominantní, lidské oko není schopné vidět zbytek. Když částečky sazí zoxidují na špičce plamene, jejich teplota činí 1200 stupňů celsia.

Čtvrtá zóna plamene (někdy označovaná jako plášť) je slabě mihotající modrá hrana na stranách modré zóny. Má z celého plamene největší teplotu. (Přes 1400 stupňů celsia.)

 

Proč plamen svíčky vždy směřuje nahoru

Když svíčka hoří, oheň zahřeje vzduch blízko svíčky, který pak stoupá a je nahrazen chladnějším vzduchem a kyslíkem které klesají dolů. Tím je stvořen cyklus nahoru směřujícího vzduchu kolem plamene. Který dává plamení jeho charakteristický tvar. Jelikož „nahoru" a „dolu" jsou funkce zemské přitažlivostí, vědce zajímalo jak by vypadal plamen svíčky ve vesmíru, kde se nutně nemusí nacházet v gravitačním poli a kde není „nahoře" ani „dole".

V postních devadesátých letech minulého století vědci z NASA prováděli řadu vědeckých experimentů jak se plamen svíčky chová v prostředí s minimální gravitací. Jak můžete vidět z NASA obrázků, plamen svíčky v prostředí s nulovou či minimální gravitací má kulovitý tvar. Bez gravitace se totiž vzduch nehýbe a tak nevzniká protáhlý plamen, jako je na Zemi.

 

 

 

 

 

 

 

 

Převzato ze stránek mezinárodní asociace svíčkařů www.candles.org. Z oroginálu přeložil a zpracoval Šimon Hanzal