قسمت های مختلف شمع

سوال - لطفاً آناتومی شعله شمع را توضیح دهید. چگونه می سوزد؟چرا این یک واکنش برگشت پذیر نیست؟چه شرایطی بر سوزاندن شمع و در چه مناطق تأثیر خواهد گذاشت؟

شیمی احتراق بسیار پیچیده است! بسیاری ، بسیاری از واکنش ها به صورت متوالی و همزمان اتفاق می افتد. دانشمندان و مهندسان شیمی و مکانیک شعله شمع (یا انواع دیگر شعله ها) را کاملاً درک نمی کنند ، اما کاملاً شناخته شده است.

* به طور کلی ، سرنوشت مولکول های موم این است: گرمای شعله شمع ابتدا موم را ذوب می کند و با عمل مویرگی از ویک شمع بالا می رود. دورتر از فتیله ، گرمای بیشتر مولکول های موم را که از ویک به فضای اطراف منتقل می شوند ، تبخیر می کند. گرمای شعله و مولکولهای واکنشی (رادیکال های آزاد) در شعله مولکول های موم را از هم جدا می کنند ، به ویژه اتم های هیدروژن را از ستون فقرات زنجیره کربن سلب می کنند. برخی از زنجیره های کربن به کربن گازی (C2) و به مولکولهای کوچک (به طور معمول دو کربن حاوی) و قطعات مولکولی قطعه قطعه می شوند. اتم های هیدروژن که از مولکول های موم محروم شده اند در نهایت با اتم های اکسیژن از هوا ترکیب می شوند تا مولکول های آب تشکیل شوند. اتم های کربن در نهایت با اکسیژن ترکیب می شوند تا مونوکسید کربن و دی اکسید کربن تشکیل شود ، اما ابتدا بسیاری از آنها ترکیب می شوند تا بسیار بزرگ (تا آنجا که مربوط به مولکول ها هستند) جمع شوند. برخی از این دوده برای ایجاد دی اکسید کربن در شعله شمع می سوزد و گاهی اوقات برخی از آن از شعله فرار می کنند.

* چندین منطقه از شعله شمع را می توان با چشم مشاهده کرد. در پایین منطقه ای قرار دارد که نور آبی را خاموش می کند. این نور در واقع انتشار مولکولی از کربن گازی ، C2 است. در ادامه شعله منطقه ای است که به طور قابل ملاحظه ای مات است و نور زرد را خاموش می کند. این به عنوان "منطقه رشته ای" شناخته می شود ، و جایی است که ذرات دوده داغ می درخشند و مانند رشته لامپ نور می بخشد. قسمت داخلی شعله ، در نزدیکی فتیله ، کمبود اکسیژن است و بیشتر واکنش هایی که رخ می دهد تکه تکه های ناشی از گرما و بازآرایی است. در مناطق بیرونی ، جایی که اکسیژن می تواند از هوای اطراف وارد شود ، قطعات با اکسیژن ترکیب می شوند و در نهایت آب و دی اکسید کربن تشکیل می شوند.

* بسیاری از عوامل که بر سوزش شمع تأثیر می گذارد. بسیاری از آنها از نوع دیگری هستند که متفاوت است ، مانند فشار هوا ، غلظت اکسیژن ، هدایت حرارتی هوا و شناور بودن محصولات واکنش داغ. با این حال ، یکی از عواملی که تغییر آن آسان است ، باد است. نسیم خوب یا حتی نفس فرد می تواند گازهای شعله گرم را از منبع (شمع و فتیله) دور کند و روند را قطع کند و شعله را خاموش کند.

ریچارد E. بارانس جونیور ، دکتری

مدیر برنامه های دانشگاهی

بنیاد تحقیقاتی PG ، داریین ، ایلینویز

منطقه 1 (منطقه غیر درخشان) - سوخت در فتیله تبخیر می شود. اکسیژن کافی برای سوزاندن سوخت وجود ندارد. دما در حدود 600 درجه سانتیگراد در نزدیکی فتیله است.

منطقه 2 (منطقه آبی) - مازاد اکسیژن وجود دارد و شعله تمیز و آبی می سوزد. دما در حدود 800 درجه سانتیگراد است. در یک شمع ، گرمای این منطقه در نزدیکی موم ذوب می شود تا امکان پذیرش فراهم شود.

منطقه 3 (منطقه تاریک) - پیرولیز (ترک خوردگی) سوخت به دلیل کمبود اکسیژن باعث ایجاد ذرات کربن دقیقه ای می شود. درجه حرارت حدود 1000 درجه سانتیگراد است.

منطقه 4 (منطقه درخشان) - این منطقه به رنگ زرد روشن است. هنوز اکسیژن کافی برای سوزاندن کامل وجود ندارد ، بنابراین پیرولیز ادامه می یابد و ذرات کربن بزرگتر تولید می شود. درجه حرارت در حدود 1200 درجه سانتیگراد است.

منطقه 5 (حجاب) - مازاد اکسیژن در این منطقه غیر درخشان وجود دارد و ذرات کربن سریعتر و به طور کامل در مرز بین منطقه 4 و منطقه 5 می سوزند. درجه حرارت در حدود 1400 درجه سانتیگراد است. اگر یک پیش نویس دمای زیر 1000 درجه سانتیگراد را کاهش می دهد ، ذرات دوده سوزش را متوقف می کنند و روی گلدان یا ریه های شما می شوند.