Kiedy zapalasz świecę, wosk powoli się topi i wydaje się, że znika. Możesz się zastanawiać, co dzieje się z woskiem świecy, gdy świeca się wypala.
Jak świeca spala wosk
Kiedy palisz świecę, zmienia się stan fizyczny wosku ze stałego na płynny i gazowy. Podstawowe palenie świecy przebiega w następujący sposób.
Płomień wytwarza ciepło
Wosk do świec zaczyna się od ciała stałego. Zapalenie knota świecy inicjuje fizyczną zmianę wosku świecy. Kiedy zapalasz knot, płomień wytwarza ciepło.
Ciepło topi wosk
Gdy płomień nadal nagrzewa się, zaczyna topić wosk otaczający płomień. Z chemicznego punktu widzenia topienie wosku jest zmianą fizyczną, która zamienia ciało stałe w ciecz. W miarę utrzymywania się ciepła i topienia większej ilości wosku, ciekły wosk zgromadzony wokół knota powoli zwiększa swoją objętość i generuje większą masę termiczną (pojemność cieplną). Innymi słowy, tworzy więcej gorącej substancji, która dodatkowo topi jeszcze więcej wosku.
Roztopiony wosk podsyca płomień
Roztopiony wosk, teraz w postaci płynnej, jest wciągany przez knot. To podsyca płomień, aby palił się równomiernie, co generuje więcej ciepła, aby stopić więcej wosku. Roztopiony wosk jest również gorący, co powoduje stopienie jeszcze większej ilości wosku. W miarę jak coraz więcej stałego wosku topi się i zamienia w płynny wosk, knot jest całkowicie nasycony, co powoduje stałą absorpcję płynnego wosku. Tworzy to ciągły cykl ciepła, stopionego wosku i absorpcji ciekłego wosku przez knot, co podsyca płomień.
Ten proces nazywa się działaniem kapilarnym lub „ruchem cieczy wzdłuż powierzchni ciała stałego spowodowanym przyciąganiem cząsteczek cieczy do cząsteczek ciała stałego”. Oznacza to, że ciepło wprawia cząsteczki w ruch, podczas gdy płomień przyciąga ciecz, która ma zostać wchłonięta przez knot.
Płomień świecy odparowuje wosk
Gdy wosk jest w stanie ciekłym podsycającym płomień, ciepło wzrasta i zachodzi kolejna zmiana fizyczna, gdy ciepło płomienia i stopionego wosku doprowadza niewielkie ilości wosku do temperatury wrzenia. Kiedy się zagotuje, następuje kolejna zmiana fizyczna – parowanie. Kiedy to nastąpi, wosk przechodzi ze stanu stałego do stanu gazowego. Ogrzany gaz zaczyna się następnie rozkładać na wodór i węgiel.
Oprócz wodoru i węgla, w procesie spalania świecy powstaje woda. Podgrzanie powietrza otaczającego świecę powoduje odparowanie cząstek wody uwolnionych podczas topienia wosku świecy. Proces ten powoduje, że powietrze wokół płomienia jest bardzo suche, ponieważ wilgoć ze świecy wyparowuje.
Rezultatem tych zmian stanu fizycznego wosku (spowodowanych ciepłem) jest to, że wosk świecy wydaje się znikać w miarę spalania świecy.
Czynniki wpływające na odparowanie wosku
Wiele zmiennych wpływa na odparowanie wosku, co z kolei wpływa na czas spalania. Wosk sojowy i wosk pszczeli często mają najdłuższy czas spalania. Istnieją jednak inne czynniki wpływające na proces, które mogą spowolnić parowanie i spowodować dłuższe palenie wosku ze świecy.
- Temperatura otoczenia, w którym palisz świecę, wpływa na czas palenia. Wyższe temperatury przyspieszą, a niższe spowolnią.
- Dodatki do świec, takie jak substancje zapachowe, kwas stearynowy, kwas łojowy, rodzaj knota, a nawet świecznik/pojemnik mają wpływ na czas palenia oraz szybkość spalania i odparowania wosku.
- Knot jest albo za długi, albo za krótki, aby skutecznie spalić paliwo, może również mieć wpływ na szybkość odparowywania wosku.
Co dzieje się z woskiem do świec?
Kiedy płonie świeca, może się wydawać, że wosk rozpływa się w powietrzu. Tak nie jest. Wosk odparowuje do atmosfery, gdy reakcja na ciepło i płomień zmienia go ze stanu stałego w ciecz, a następnie w gaz. Świeca wykorzystuje wosk jako paliwo, aby podtrzymać płomień, a gdy paliwo (wosk) całkowicie odparuje, nie będzie się już palić.
