Когда мы загораем свечу, первым делом обращаем внимание на ее пламя, которое с полной уверенностью вытягивается вверх. Но почему это происходит? Ведь сила тяжести действует на все предметы вокруг нас, в том числе и на горящую свечу, так что логично было бы предположить, что пламя должно идти вниз.
Но действительность оказывается другой. Пламя свечи всегда стремится к верху, будто оно пытается сбежать от земли. Изучив данную тему, ученые пришли к нескольким причинам, объясняющим данный феномен.
Одна из причин заключается в разнице между плотностью воздуха вокруг свечи. Воздух, охватывающий горящую свечу, поднимается, так как он горячий и легче, чем окружающий его воздух. В результате пламя свечи становится областью более низкого давления, и окружающий воздух хаотично движется в направлении свечи, чтобы заменить вытекший горячий воздух. Это воздушное движение создает эффект Горного ветра, который мгновенно известен человеку.
Почему свечи «дымят»?
Причина «дымящей» свечи: Неравномерное горение свечи является результатом нарушения баланса между объемом воздуха и количеством воска, необходимым для сгорания.
Как убрать «дымные» свечи: Сгорание свечи можно улучшить, если пропилить фитиль на половину свечи и не разрешать его перегорать до конца. Также бывает полезно обрезать 1 см фитиля перед каждым использованием, чтобы предотвратить копчение и красные глаза.
Риск дымящих свеч: Кроме того, дымящие свечи могут сообщать в атмосферу ядовитые вещества — оксид углерода, бензол, формальдегид, которые могут привести к неприятным последствиям для здоровья. Поэтому важно следить за их горением и заменять свечи, которые «дымят».
Первая причина: кислород
Одной из главных причин, почему пламя свечи вытягивается вверх, является наличие кислорода. Когда пара воска из свечи нагревается, она превращается в газообразное состояние и смешивается с кислородом воздуха. Эта смесь образует горючий газ, который поднимается вверх, и там горит, создавая пламя свечи.
Кислород играет важную роль в процессе горения. Он окисляет парафин в свече, что приводит к выделению тепла и света. Как только свеча начинает гореть, кислород воздуха около пламени притягивается к нему, что создает поддерживающую силу, необходимую для того, чтобы пламя продолжало гореть. Эта сила обеспечивает также вытягивание пламени вверх.
Чтобы убедиться в том, что кислород – главная причина вытягивания пламени, можно попробовать задуть свечу. Когда кислород перестает поступать к пламени, горение прекращается, и пламя почти мгновенно угасает.
Вторая причина: направление тепла
Еще одной причиной того, что пламя свечи вытягивается вверх, является направление тепла. Когда свеча горит, она нагревает воздух вокруг себя. Этот нагретый воздух начинает подниматься вверх, так как теплый воздух легче, чем холодный. При этом вокруг свечи образуется поток воздуха, который движется от более холодных участков комнаты к области пламени свечи.
Из-за этого свеча горит особенно ярко, так как она получает не только кислород из воздуха, но и более теплый воздух, который сгорает еще интенсивнее, что поддерживает яркость и высоту пламени. Поэтому, когда мы наклоняем свечу, пламя движется в ту сторону, откуда будет поступать наибольшее количество тепла, чтобы обеспечить яркое горение.
Это также объясняет, почему в холодных помещениях свечи горят менее ярко, чем в теплых, так как количество теплого воздуха вокруг свечи уменьшается.
Третья причина: конвекция
Третьей причиной, почему пламя свечи вытягивается вверх, является конвекция. Конвекция – это передача тепла воздушными потоками. Когда свеча горит, она нагревает воздух вокруг себя. Нагретый воздух становится легче холодного и начинает подниматься вверх, унося с собой пыль и другие легкие частицы. Этот поток воздуха создает разрежение внизу, что в свою очередь притягивает новый воздух к свече. Из-за этого возникает ощущение, что свечу вытягивает вверх.
Конвекция может происходить не только в воздухе, но и в других жидкостях и газах. Например, это принцип работы обогревателей, где нагреваемый элемент нагревает воздух, который поднимается вверх и создает конвекционные потоки.
Интересно, что конвекция может быть не только вертикальной, но и горизонтальной. Например, при розжиге костра теплый воздух начинает двигаться в стороны, притягивая за собой воздух, а затем подниматься вверх, вызывая восходящую конвекцию.
Вопрос-ответ
Почему пламя свечи всегда направлено вверх?
Пламя свечи всегда направлено вверх из-за конвекшена, то есть из-за теплового движения газов, которые возникают при горении воска и химической реакции с кислородом воздуха. Теплые газы становятся легче и начинают подниматься вверх, а на их место воздух падает со стороны пламени, поддерживая таким образом движение воздуха вокруг свечи.
Может ли пламя свечи быть направлено вниз?
Нет, пламя свечи не может быть направлено вниз, потому что конвекция всегда будет направлена вверх. Даже если свечу повернуть вверх ногами, пламя все равно будет направлено вверх. Это происходит из-за того, что газы, нагретые пламенем, становятся легче и поднимаются вверх, тем самым поддерживая движение воздуха вокруг свечи.
Почему пламя свечи меняет форму и размер?
Пламя свечи может менять форму и размер из-за изменения концентрации кислорода, температуры и давления вокруг свечи, а также из-за движения воздуха вокруг свечи. Когда концентрация кислорода понижается, пламя может становиться желтоватым и вытягиваться вверх. Высокая температура и давление могут увеличивать размер пламени. Иногда пламя может колебаться из-за сквозняков или других факторов, вызывающих движение воздуха.