Khi bạn thắp một ngọn nến, sáp sẽ từ từ tan chảy và dường như biến mất. Bạn có thể thắc mắc điều gì xảy ra với sáp nến khi ngọn nến cháy hết.
Làm thế nào một ngọn nến đốt cháy sáp
Khi bạn đốt một ngọn nến, nó sẽ thay đổi trạng thái vật lý của sáp từ rắn sang lỏng rồi sang khí. Quá trình đốt nến cơ bản diễn ra như sau.
Ngọn lửa tạo nhiệt
Sáp nến bắt đầu ở dạng rắn. Thắp bấc nến sẽ bắt đầu sự thay đổi vật lý đối với sáp nến. Khi bạn thắp bấc, ngọn lửa sẽ tạo ra nhiệt.
Nhiệt làm tan chảy sáp
Khi sức nóng từ ngọn lửa tiếp tục, nó bắt đầu làm tan chảy lớp sáp xung quanh ngọn lửa. Về mặt hóa học, sự tan chảy của sáp là một sự thay đổi vật lý biến chất rắn thành chất lỏng. Khi nhiệt tiếp tục và nhiều sáp tan chảy hơn, sáp lỏng tụ quanh bấc sẽ tăng dần về thể tích và tạo ra nhiều khối lượng nhiệt (công suất nhiệt). Nói cách khác, nó tạo ra nhiều vật nóng hơn, làm tan chảy nhiều sáp hơn.
Sáp tan chảy tạo nên ngọn lửa
Sáp tan chảy, hiện ở dạng lỏng, được hút lên qua bấc. Điều này cung cấp nhiên liệu cho ngọn lửa để giữ cho nó cháy đều đặn, tạo ra nhiều nhiệt hơn để làm tan chảy nhiều sáp hơn. Sáp tan chảy cũng nóng, khiến sáp tan chảy nhiều hơn. Khi ngày càng nhiều sáp rắn tan chảy và biến thành sáp lỏng, bấc sẽ được bão hòa hoàn toàn với sự hấp thụ đều đặn của sáp lỏng. Điều này tạo ra một chu kỳ liên tục của nhiệt, sáp nóng chảy và sự hấp thụ sáp lỏng qua bấc để đốt cháy.
Quá trình này được gọi là hiện tượng mao dẫn, hay "Sự chuyển động của chất lỏng dọc theo bề mặt chất rắn gây ra bởi lực hút của các phân tử chất lỏng với các phân tử của chất rắn." Điều này có nghĩa là nhiệt làm rung chuyển các phân tử trong khi ngọn lửa hút chất lỏng để bấc hấp thụ.
Ngọn lửa nến làm bay hơi sáp
Khi sáp ở trạng thái lỏng đốt cháy ngọn lửa, nhiệt tăng lên và một thay đổi vật lý khác diễn ra khi nhiệt từ ngọn lửa và sáp tan chảy đưa một lượng nhỏ sáp đến điểm sôi. Khi nó sôi, một thay đổi vật lý khác diễn ra - sự bay hơi. Khi điều này xảy ra, sáp chuyển từ trạng thái rắn sang trạng thái khí. Khí nóng sau đó bắt đầu phân hủy thành hydro và cacbon.
Ngoài hydro và carbon được tạo ra, quá trình đốt nến còn tạo ra nước. Khi không khí xung quanh ngọn nến nóng lên, nó sẽ tạo ra quá trình bay hơi của các hạt nước thoát ra trong quá trình tan chảy sáp nến. Quá trình này làm cho không khí xung quanh ngọn lửa rất khô do hơi ẩm từ nến bay hơi.
Kết quả của những thay đổi về trạng thái vật lý của sáp (do nhiệt gây ra) là sáp nến dường như biến mất khi nến cháy.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự bay hơi của sáp
Có nhiều biến số ảnh hưởng đến quá trình bay hơi của sáp, từ đó ảnh hưởng đến thời gian cháy. Sáp đậu nành và sáp ong thường có thời gian cháy lâu nhất. Tuy nhiên, có những yếu tố khác ảnh hưởng đến quá trình có thể làm chậm quá trình bay hơi và khiến sáp nến cháy lâu hơn.
- Nhiệt độ môi trường nơi bạn đốt nến ảnh hưởng đến thời gian cháy. Nhiệt độ nóng hơn sẽ làm nó tăng tốc, trong khi nhiệt độ mát hơn sẽ làm nó chậm lại.
- Các chất phụ gia của nến, chẳng hạn như nước hoa, axit stearic, axit mỡ động vật, loại bấc và thậm chí cả đế/hộp đựng nến là những yếu tố góp phần gây ra thời gian cháy cũng như tốc độ cháy và bay hơi của sáp.
- Bấc quá dài hoặc quá ngắn để đốt cháy nhiên liệu hiệu quả cũng có thể ảnh hưởng đến tốc độ bay hơi của sáp.
Điều gì xảy ra với sáp nến?
Khi một ngọn nến cháy, nó có thể trông như thể sáp biến mất trong không khí mỏng. Nó không. Sáp bay hơi vào khí quyển khi phản ứng với nhiệt và ngọn lửa biến nó từ chất rắn, chất lỏng, sang chất khí. Nến dùng sáp làm nhiên liệu để giữ cho ngọn lửa cháy, khi nhiên liệu (sáp) bay hơi hết sẽ không cháy nữa.
