เมื่อคุณจุดเทียน ขี้ผึ้งจะค่อยๆละลายและดูเหมือนจะหายไป คุณอาจสงสัยว่าจะเกิดอะไรขึ้นกับเทียนขี้ผึ้งในขณะที่เทียนไหม้
เทียนจุดเทียนได้อย่างไร
เมื่อคุณจุดเทียน สถานะทางกายภาพของขี้ผึ้งจะเปลี่ยนจากของแข็งเป็นของเหลวเป็นก๊าซ การจุดเทียนขั้นพื้นฐานเกิดขึ้นดังนี้
เปลวไฟทำให้เกิดความร้อน
เทียนขี้ผึ้งเริ่มต้นจากของแข็ง การจุดไส้เทียนจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพต่อขี้ผึ้งเทียน เมื่อคุณจุดไส้ตะเกียง เปลวไฟจะทำให้เกิดความร้อน
ความร้อนละลายขี้ผึ้ง
ในขณะที่ความร้อนจากเปลวไฟยังคงดำเนินต่อไป ขี้ผึ้งที่อยู่รอบๆ เปลวไฟก็เริ่มละลาย ในแง่เคมี การละลายของขี้ผึ้งเป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพที่เปลี่ยนของแข็งเป็นของเหลว เมื่อความร้อนดำเนินต่อไปและขี้ผึ้งละลายมากขึ้น ขี้ผึ้งเหลวที่รวมตัวกันอยู่รอบๆ ไส้ตะเกียงจะค่อยๆ เพิ่มปริมาตรและสร้างมวลความร้อนมากขึ้น (ความจุความร้อน) กล่าวอีกนัยหนึ่ง มันสร้างของร้อนมากขึ้น ซึ่งจะทำให้ขี้ผึ้งละลายมากยิ่งขึ้น
ขี้ผึ้งละลายเชื้อเพลิงเปลวไฟ
ขี้ผึ้งที่ละลายแล้วซึ่งขณะนี้อยู่ในรูปของเหลวถูกดึงขึ้นมาผ่านไส้ตะเกียง สิ่งนี้จะเติมเชื้อเพลิงให้กับเปลวไฟเพื่อให้มันเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะสร้างความร้อนมากขึ้นเพื่อละลายขี้ผึ้งมากขึ้น ขี้ผึ้งที่หลอมละลายก็มีความร้อนเช่นกัน ซึ่งทำให้ขี้ผึ้งละลายมากยิ่งขึ้น เมื่อขี้ผึ้งแข็งละลายและกลายเป็นขี้ผึ้งเหลวมากขึ้นเรื่อยๆ ไส้ตะเกียงจะอิ่มตัวอย่างสมบูรณ์ด้วยการดูดซึมขี้ผึ้งเหลวอย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้จะสร้างวงจรความร้อนอย่างต่อเนื่อง ขี้ผึ้งละลาย และการดูดซึมขี้ผึ้งเหลวผ่านไส้ตะเกียงเพื่อเติมเชื้อเพลิงให้กับเปลวไฟ
กระบวนการนี้เรียกว่าการกระทำของเส้นเลือดฝอย หรือ "การเคลื่อนที่ของของเหลวไปตามพื้นผิวของของแข็งที่เกิดจากการดึงดูดของโมเลกุลของของเหลวไปยังโมเลกุลของของแข็ง" ซึ่งหมายความว่าความร้อนจะเขย่าโมเลกุลในขณะที่เปลวไฟดึงดูดของเหลวเพื่อให้ไส้ตะเกียงดูดซับ
เปลวเทียนทำให้ขี้ผึ้งกลายเป็นไอ
เมื่อขี้ผึ้งอยู่ในสถานะของเหลวที่เติมเชื้อเพลิงให้กับเปลวไฟ ความร้อนจะเพิ่มขึ้นและการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพอีกอย่างหนึ่งเกิดขึ้นเมื่อความร้อนจากเปลวไฟและขี้ผึ้งที่ละลายจะทำให้ขี้ผึ้งจำนวนเล็กน้อยถึงจุดเดือด เมื่อมันเดือด การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพอีกอย่างจะเกิดขึ้น - การกลายเป็นไอ. เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น ขี้ผึ้งจะเคลื่อนจากสถานะของแข็งไปเป็นสถานะแก๊ส ก๊าซที่ให้ความร้อนจะเริ่มสลายตัวเป็นไฮโดรเจนและคาร์บอน
นอกเหนือจากการผลิตไฮโดรเจนและคาร์บอนแล้ว กระบวนการเผาเทียนยังทำให้เกิดน้ำอีกด้วย เมื่ออากาศที่อยู่รอบๆ เทียนได้รับความร้อน มันจะสร้างกระบวนการระเหยของอนุภาคน้ำที่ปล่อยออกมาระหว่างการละลายของขี้ผึ้งเทียนกระบวนการนี้ทำให้อากาศรอบๆ เปลวไฟแห้งมากเนื่องจากความชื้นจากเทียนระเหยออกไป
ผลลัพธ์ของการเปลี่ยนแปลงสถานะทางกายภาพของขี้ผึ้ง (เกิดจากความร้อน) ก็คือเทียนไขดูเหมือนจะหายไปเมื่อเทียนไหม้
ปัจจัยที่ส่งผลต่อการระเหยของขี้ผึ้ง
ตัวแปรมากมายส่งผลต่อการกลายเป็นไอของขี้ผึ้ง ซึ่งในทางกลับกันก็ส่งผลต่อเวลาในการเผาไหม้ด้วย ขี้ผึ้งถั่วเหลืองและขี้ผึ้งมักมีระยะเวลาการเผาไหม้ยาวนานที่สุด อย่างไรก็ตาม ยังมีปัจจัยอื่นๆ ที่ส่งผลต่อกระบวนการซึ่งสามารถชะลอการระเหยและทำให้เทียนเผาไหม้ได้นานขึ้น
- อุณหภูมิโดยรอบที่คุณจุดเทียนจะส่งผลต่อเวลาในการจุดเทียน อุณหภูมิที่ร้อนขึ้นจะทำให้ความเร็วเร็วขึ้น ในขณะที่อุณหภูมิที่เย็นลงจะทำให้อุณหภูมิช้าลง
- สารปรุงแต่งเทียน เช่น น้ำหอม กรดสเตียริก กรดไข ประเภทของไส้ตะเกียง และแม้แต่เชิงเทียน/ภาชนะ ล้วนเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อระยะเวลาการเผาไหม้และความเร็วของขี้ผึ้งที่เผาไหม้และระเหย
- ไส้ตะเกียงที่ยาวหรือสั้นเกินไปที่จะเผาผลาญเชื้อเพลิงได้อย่างมีประสิทธิภาพอาจส่งผลต่อความเร็วของการระเหยของขี้ผึ้ง
เกิดอะไรขึ้นกับเทียนไข?
เมื่อเทียนไหม้ อาจดูเหมือนขี้ผึ้งหายไปในอากาศ มันไม่ได้ ขี้ผึ้งระเหยสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อปฏิกิริยาต่อความร้อนและเปลวไฟเปลี่ยนจากของแข็ง เป็นของเหลว เป็นก๊าซ เทียนใช้ขี้ผึ้งเป็นเชื้อเพลิงเพื่อให้เปลวไฟลุกไหม้ และเมื่อเชื้อเพลิง (ขี้ผึ้ง) ระเหยหมดก็จะไม่เผาไหม้อีกต่อไป