Kerzenflamme
Beschreibung
Basiswissen
Fester oder flüssiger Wachs brennt nicht. Erst wenn der Wachs verdampft ist, verbrennt er mit Sauerstoff. Eine Kerze erfüllt also zwei Aufgaben: sie vergast Wachs und sie transport neuen Wachs in die Verdampfungszone. Dies wird hier schrittweise vorgestellt.
Zone 1
Verdampfungszone: Hier wird das Wachs verdampft und nur teilweise verbrannt, da Sauerstoff von der Umgebungsluft außen nicht schnell genug nachkommt. Und für eine Verbrennung braucht man immer Sauerstoff. Die Temperatur liegt hier bei etwa 600 bis 800 Grad Celsius.
Zone 2
Blauzone: Die Zone 2 ist der bläuliche Teil. Diese Farbe entsteht durch Strahlungsübergänge angeregter Moleküle der Verbrennungsgase. In dieser Zone steigt die Temperatur bis auf 1000 Grad Celsius an.
Zone 3
Glühzone: Hier wird das vor allem aus Kohlenwasserstoffketten bestehende Wachs durch den Verbrennungsprozess zerlegt. Dieser wandelt den Kohlenstoff der Kohlenwasserstoffketten in Kohlenstoffdioxid und den Wasserstoff in Wasserdampf um. Durch einen unvollständig ablaufenden Verbrennungsprozess lagert sich Kohlenstoff zu Rußteilchen zusammen, die bei 1200 Grad Celsius glühen und dadurch das helle Leuchten erzeugen.
Zone 4
Flammenoberfläche: dies ist die aktivste Zone der Kerze. Die brennbaren Bestandteile aus dem Wachs finden genügend Sauerstoff für die vollständige Verbrennung und erzeugen hier Temperaturen von bis zu 1400 Grad Celsius.
Michael Faradays Vorlesungen
Der englische Physiker Michael Faraday hielt spezielle Weihnachtsvorlesungen für ein jungen Publikum (15 bis vielleicht 20 Jahre) ab. Eine Vorlesungsreihe im Jahr 1848 beschäftigte sich ausschließlich mit der Physik und Chemie der Kerzenflamme. Die Titel der 6 Einzelvorlesungen geben eine erst Idee vom Inhalt:
- Lecture 1: A Candle: The Flame - Its Sources - Structure - Mobility - Brightness
- Lecture 2: Brightness of the Flame - Air necessary for Combustion - Production of Water
- Lecture 3: Products: Water from the Combustion - Nature of Water - A Compound - Hydrogen
- Lecture 4: Hydrogen in the Candle - Burns into Water - The Other Part of Water - Oxygen
- Lecture 5: Oxygen present in the Air - Nature of the Atmosphere - Its Properties - Other Products from the Candle - Carbonic Acid - Its Properties
- Lecture 6: Carbon or Charcoal - Coal Gas Respiration and its Analogy to the Burning of a Candle - Conclusion
Fußnoten
- Michael Faraday: Faraday (1791-1867): The Chemical History of a Candle (6 lectures delivered to a young audience in 1849)
- Bill Hammack, Don DeCoste: Michael Faraday’s The Chemical History of a Candle (with Guides to the Lectures, Teaching Guides & Student Activities). ISBN 978-0-9838661-8-0.