【一点通】关于烛焰你需要了解二三事

来源:新华网   06-13 09:07

  蜡烛,不仅仅是照明工具,在许多场合,人们都会利用其美丽的烛焰来营造所需的氛围。

  那么,关于这光彩夺目的美丽烛焰,你了解多少?

  烛焰为何会如此闪耀?

  生活中我们会发现点燃蜡烛后可以看到烛焰十分明亮,而家中做饭的燃气燃烧产生的火焰却远远达不到烛焰的亮度。这是为什么呢?

  很多人会认为这与火焰的温度有关,但火焰的明亮程度与火焰温度并没有直接关系。因蜡烛外焰(一般来说火焰可分为外焰、内焰、焰心三层,且外焰的温度最高)的温度一般在500—900℃,而天然气在空气中燃烧外焰的边焰温度一般在1300--1400℃,所以两者之间并没有直接关系。

  电磁学之父迈克尔·法拉第曾对此现象做出了解释:蜡烛在燃烧的过程中会产生极其细小的碳颗粒,正是这些细小碳颗粒的存在,使得蜡烛的火焰异乎寻常的耀眼。

  蜡烛燃烧为什么需要烛芯?

  当我们用火柴直接点燃蜡烛烛体,烛体不会燃烧;而点燃烛芯,蜡烛会顺利燃烧,为什么会出现这样的现象?

  这种现象的发生是因为物质的蒸发燃烧效果而造成的。蒸发燃烧是指液体或者低熔点的固体,在受热时蒸发出气体,气体进一步受热被点燃从而燃烧。蒸发燃烧的特点是液体(或低熔点固体)必须要连续产生足够的蒸汽,才能维持稳定的燃烧。蒸发燃烧除了要考虑燃烧的三要素(可燃物、氧气、着火点)外,还要考虑闪点(指在规定的试验条件下,使用某种点火源造成液体汽化而着火的最低温度)。在温度达到闪点后,液体蒸发的速度会迅速加快,产生持续的蒸汽,从而保证燃烧能够持续进行。

  现代的蜡烛主要是由石蜡制成,石蜡的熔点通常在50—60℃,闪点在190℃左右。所以用火柴或打火机点燃石蜡不会将石蜡加热至闪点以上。相反,首先点燃由棉线制成的易燃烛芯,烛芯燃烧产生的温度却容易超过石蜡的闪点,使得烛芯周围的石蜡熔化,同时因为毛细效应融化的蜡液被吸到烛芯上并蒸发产生持续的蜡蒸汽,从而在烛芯周围持续燃烧。

  蜡烛的火焰为什么呈现水滴型,而且始终朝上?

  蜡烛燃烧实质上是蜡蒸汽在中心周围燃烧,蜡蒸汽燃烧过程中,会产生高温气体使得烛焰周围的空气加热,密度减小,向上流动;而四周的冷空气密度较大,在重力的作用下,向下流动;冷热气体的流动形成了对流,对流带动蜡蒸汽向上流动,将烛焰向上拉长,形成了水滴状。同时,空气对流还为烛焰提供了源源不断的空气,保证蜡烛持续正常燃烧。

  对烛焰形状的这一解释,也可以通过宇航员做的一个小实验得到印证。NASA宇航员在太空微重力环境下,点燃蜡烛,拍下了照片并记录了蜡烛燃烧时间。在太空微重力环境下,不能形成空气对流,因此蜡烛火焰呈现球状。而且,由于不能及时补充燃烧所需的氧气,燃烧时间也很短。