เนื้อหา

     ขี้ผึ้งมีส่วนผสมของสารต่าง ๆ เช่น สารไฮโดรคาร์บอน สารโมโนเอสเทอร์ (monoesters) สารไดเอสเทอร์ (diesters) และอื่น ๆ อีกหลายอย่าง ส่วนขี้ผึ้งก็มีส่วนผสมของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด ทั้งขี้ผึ้งแท้และขี้ผึ้งพาราฟีนจึงมีไอระเหยที่ติดไฟได้ง่าย ส่วนประกอบสำคัญในการติดไฟของเทียน คือไส้เทียนนั่นเอง ไส้เทียนทำจากเส้นด้ายที่ทำมาจากฝ้ายซึ่งเป็นวัสดุธรรมชาตินำมาฟั่นเป็นเกลียว ตัวไส้เทียนทำหน้าที่เป็นแหล่งเชื้อเพลิง โดยต้องมีสมบัติของการเป็นตัวดูดซับ (absorbent) ที่ดีด้วย เพราะขณะที่ไส้เทียนติดไฟนั้น ไส้เทียนจะดูดซับขี้ผึ้งเหลวหรือพาราฟินเหลว ให้ขึ้นไปตามตัวไส้เทียน เพื่อให้เกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง  การดูดซับน้ำเทียนเหลวนี้เกิดจากแรงดึงผิวตามปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "การซึมตามรูเล็ก (capillary action)" ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของของเหลวขึ้นไปตามท่อหรือหลอดขนาดเล็ก ๆ

คำถาม
     - สืบค้นข้อมูลเกี่ยวกับการซึมตามรูเล็ก (capillarity) หรือสภาพคะปิลลารี


     เมื่อเราจุดเทียน ไส้เทียนจะลุกไหม้ ความร้อนของเปลวไฟ ทำให้เนื้อเทียนบริเวณโคนไส้เทียนเกิดการหลอมเหลว และถูกดูดซับเข้าไปในตัวไส้เทียนโดยแรงซึมตามรูเล็ก (capillary force) เนื้อเทียนที่ถูกดูดเข้าไปในตัวไส้เทียน บางส่วนจะระเหยกลายเป็นไอด้วยความร้อนจากเปลวไฟ และบางส่วนจะถูกเผาไหม้ไปพร้อมกับไส้เทียน  ขณะเทียนติดอยู่จะสังเกตเห็นว่า ไส้เทียนถูกเผาไหม้ช้ากว่าการนำเส้นด้ายแบบเดียวกันมาจุดไฟมาก 
ตามอุณหภูมิได้ดังรูป 

 

 

      เหตุผลที่ไส้เทียนเผาไหม้ช้านั้น เกิดจากเนื้อเทียนที่กำลังหลอมเหลว ดึงความร้อนออกจากไส้เทียนมาใช้ในการเผาไหม้ตัวเอง และใช้ในการเปลี่ยนสถานะของพาราฟิน หรือขี้ผึ้งจากของเหลวให้กลายเป็นแก๊สระเหยออกไป  เปลวเทียนในสภาวะเกิดการเผาไหม้ที่อุณหภูมิห้อง ความดัน 1 บรรยากาศ ภายใต้สนามความโน้มถ่วงปกติจะมีรูปร่างคล้ายหยดน้ำ แบ่งเป็นชั้น ๆ 

          Zone1 อุณหภูมิ  800 องศาเซลเซียส
          Zone2 อุณหภูมิ1,000 องศาเซลเซียส เรียกว่า Primary Reaction Zone
          Zone3 อุณหภูมิ 1,200 องศาเซลเซียส เรียกว่า Luminous Zone
          Zone4 อุณหภูมิ1,400 องศาเซลเซียส เรียกว่า Main Reaction Zone

     เมื่อจุดเทียนบนโลกความร้อนจะทำให้ไขละลายเป็นของเหลว ไขเหลวจะถูกดึงขึ้นไปตลอดความยาวของไส้เทียนด้วยกระบวนการที่เรียกว่า Capillary ไขเหลวนี้จะถูกทำให้ร้อนขึ้นไปอีกจนกลายเป็นไอ เมื่อเข้าไปใกล้ปลายไส้ซึ่งเป็นจุดศูนย์รวดอุณหภูมิสูง ออกซิเจนในอากาศจะผสมกับไอดังกล่าว ผนวกกับอยู่ในที่ซึ่งมีอุณหภูมิสูงขึ้นข้างบนตามหลักแรงลอยตัว (bouyancy) อากาศที่เย็นกว่าจะเข้ามาแทนที่ เป็นการเติมออกซิเจนให้กับการเผาไม้อย่างต่อเนื่องก๊าซร้อนที่ลอยสูงขึ้นจะพาความร้อน (convection) และไอเทียนขึ้นไปด้วย การเผาไม้ก็จะลอยสูงขึ้นตามไป ผลที่ปรากฏออกมาทำให้เห็นเปลวเทียนมีรูปคล้ายหยดน้ำ

คำถาม
     - ถ้าจุดเทียนในที่ซึ่งอยู่ในสภาพไร้น้ำหนัก นักเรียนคิดว่าเปลวเทียนจะมีรูปร่างอย่างไร
       เพราะเหตุใด


เอกสารอ้างอิง

ภาพจาก indiatalkies.com