Skákající plamen při zapalování svíčky

K Vánocům a k dalším slavnostním okamžikům patří odjakživa svíčky. Pohled do plamene svíčky je fascinující a vede k mnoha zajímavým úvahám a experimentům. Viděli jste někdy znovuzapálení svíčky po jejím sfouknutí, bez toho, že bychom se dotknuly plamenem knotu?

Svíčky jsou dnes vyráběny z parafínu či stearinu, které nahradily včelí vosk či jiné druhy živočišného tuku (například rybí a velrybí tuk, lůj). Uprostřed těla svíčky je hořlavý knot zhotovený z rostlinného materiálu. Zvláštností je to, že samotný svíčkový "vosk" nehoří, což si můžete vyzkoušet vložením kousku vosku do plamene svíčky. Buďte přitom opatrní, protože teplota plamene dosahuje u vrcholu plamene čajové svíčky hodnot přes 700 °C. Plamen svíčky vytváří množství světla odpovídající zhruba jednotce svítivosti 1 candela, celkový světelný tok dosahuje asi 13 lumenů.

Když tedy svíčkový vosk nehoří, co tedy kromě hořlavého knotu, umožňuje, že například doba hoření čajové svíčky o hmotnosti 16 g je mezi 4,5 a 5 hodinami?

Při hoření knotu se vosk rozpouští a vzlínáním se roztavený kapalný vosk dostává tenkými kapilárami ve struktuře vláknitého knotu nahoru k hořícímu plamenu. Na povrchu knotu se pak kapalný vosk postupně odpařuje na voskové páry. Ty mají v plynné podobě velký objem, což umožnuje reakci se vzdušným kyslíkem – oxidaci. Tím vznikají 4 produkty reakce: světlo, teplo, oxid uhličitý a voda.

Pochopení, že hoří pouze voskové páry, umožní následující jednoduchý experiment. Při něm plamen z hořící zápalky přeskočí na vzdálenost několika centimetrů na právě zhasnutý knot svíčky. Když svíčku opatrně sfoukneme, tak ještě chvíli stoupají voskové páry nad jejím knotem, pokud se k němu jen přiblížíme plamenem, přeskočí najednou plamen na knot a svíčka se  najednou rozzáří.

Reakce voskových par se vzduchem při hoření plamene svíčky nemůže probíhat v celém objemu plamene, ale jen na jeho obvodu,  kde dochází k vzájemnému styku voskových par a kyslíku ze vzduchu. Proto jsou plameny svíček duté. Přesvědčíme se o tom vložením čajového sítka do plamene svíčky. Kovová síťka odvádí vzniklé teplo plamene, přitom zabraňuje spalování nad ní a umožňuje nám nahlédnout dovnitř plamene.