Die Einfachheit einer brennenden Kerze ist ein schöner Anblick, und es mag Sie überraschen zu erfahren, wie viel Wissenschaft tatsächlich hinter den Kulissen abläuft. Seit Hunderten von Jahren erforschen Experten die chemischen und physikalischen Vorgänge, die beim Brennen einer Kerze ablaufen.
Bereits 1869 stellte der Wissenschaftler Michael Faraday mehrere wissenschaftliche Prinzipien der brennenden Kerze vor, nachdem er sie jahrelang genau beobachtet hatte. Sogar die NASA hat sich mit der Kerzenwissenschaft befasst und testet seit Ende der 1990er Jahre Kerzenflammen im Weltraum.
Um ein attraktives und stabiles Produkt für Ihr eigenes Kerzengeschäft herzustellen, lohnt es sich zu verstehen, wie Kerzen funktionieren und welche Wissenschaft dahinter steckt.
Kerzen erzeugen Licht, indem sie durch eine chemische Reaktion namens Verbrennung Wärme erzeugen. Kerzenwachs besteht aus Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen. Wenn eine Kerze angezündet wird, schmilzt die Hitze das Wachs in der Nähe des Dochts und zieht es nach oben in den Docht.
Wenn das flüssige Wachs erhitzt wird, wird es zu einem heißen Gas und zerfällt in Moleküle. Diese Moleküle werden in die Flamme gesogen und reagieren mit dem Sauerstoff in der Luft, um Wärme zu erzeugen, Licht zu erzeugen und Wasserdampf und Kohlendioxid zu produzieren.
Die Energie des Verbrennungsprozesses strahlt die Flamme in verschiedene Richtungen ab. Die Hitze baut sich weiter auf und schmilzt mehr Wachs. Die Flamme brennt weiter, bis das Wachs verschwindet oder die Flamme selbst erlischt.
Was entsteht, wenn eine Kerze brennt?
Wenn Sie eine Kerze zum ersten Mal anzünden, beginnt der Verbrennungsprozess. Es dauert ein paar Minuten, bis sich der Prozess stabilisiert hat. Das sieht man an der flackernden Flamme oder an den Rauchwolken, die von der Kerze ausgehen. Wenn sich der Verbrennungsprozess stabilisiert, brennt die Kerzenflamme gleichmäßig und sauber, wobei Kohlendioxid und Wasserdampf entstehen.
Wird der Verbrennungsprozess durch zu viel Luft oder zu viel Wachs unterbrochen, flackert die Flamme auf und Stücke unverbrannten Kohlenstoffs springen aus der Flamme, bevor sie vollständig verbrennen können, wodurch schwarzer Ruß oder Rauchschwaden entstehen.
Die Kunst der Flamme
Die Flamme einer Kerze ist mehr als das, was man sieht. Ihre tropfenförmige Form verdankt sie der Wissenschaft, die dahinter steckt. Wenn man eine Flamme anzündet, wird die Luft in der Umgebung erwärmt und steigt auf. Die warme Luft steigt nach oben und wird am Boden der Flamme durch Sauerstoff und kühlere Luft ersetzt. Die kühlere Luft wird ebenfalls erwärmt und steigt nach oben, so dass ein ständiger Kreislauf entsteht, bei dem sich die Luft nach oben bewegt und die längliche Form einer traditionellen Flamme bildet.
Wenn man genau hinsieht, kann man mehrere Farben erkennen. An der Spitze der Flamme befindet sich die größte Fläche, die gelb gefärbt ist. Darunter befindet sich ein dunklerer bräunlich-oranger Bereich und darunter brennt die Flamme blau. Um die gesamte Flamme herum ist ein bläulicher Rand, der in den blauen Bereichen beginnt und nach oben und um die Seiten der Flamme herum aufflackert.
Jeder Teil der Flamme erfüllt einen Zweck.
Blauer Bereich
Der blaue Bereich der Flamme ist voller Sauerstoff. Dies ist der Bereich, in dem Kohlenwasserstoffmoleküle verdampfen und in Atome zerfallen. Der Wasserstoff trennt sich zuerst, reagiert mit dem Sauerstoff und bildet Wasserdampf. Kohlenstoff verbrennt ebenfalls in der blauen Zone und erzeugt Kohlendioxid.
Braun-orangefarbene Zone
In der nächsten Stufe der Flamme ist wenig Sauerstoff vorhanden. Der Kohlenstoff zersetzt sich weiter und bildet harte Partikel. Die Partikel steigen auf und verbinden sich mit dem Wasserdampf und dem Kohlendioxid aus der blauen Zone, wo alles auf etwa 1.832 Grad Fahrenheit erhitzt wird.
Gelbe Zone
Die gelbe Zone ist der auffälligste Teil der Flamme und führt dazu, dass das Auge die Flamme als überwiegend gelb wahrnimmt. In der gelben Zone nehmen die Kohlenstoffpartikel zu, steigen weiter auf und erhitzen sich. Schließlich entzünden sie sich und erzeugen das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts. Am oberen Ende der gelben Zone oxidieren die Rußpartikel bei Temperaturen von 2.192 Grad Fahrenheit.
Äußerer Schleier
Die Temperaturen sind am heißesten im blauen Rand, der als Schleier bezeichnet wird. Bei bis zu 2.552 Grad Fahrenheit kommt die Flamme direkt mit der Luft in Berührung, was die trübe blaue Farbe verursacht.
Während Sie kaum mehr tun müssen, als ein Streichholz anzustecken und einen Docht anzuzünden, um in den Genuss des sanften Kerzenscheins zu kommen, geht hinter den Kulissen Ihres Kerzenherstellungsbetriebs noch viel mehr vor sich. Das Verständnis der grundlegenden Wissenschaft, die hinter einer brennenden Kerze steckt, ist hilfreich bei der Herstellung stabiler, lang brennender Kerzen, um die Zufriedenheit Ihrer Kunden zu erhöhen.
