В. М. Долгова, Е. В. Иванова (стр. 3 из 3)

Если опыт проделать достаточно аккуратно, можно увидеть, что температура горящей свечи распределилась, следующим образом: зона 4 - 300°С, зона 5 - 1000°С, зона 6 - 1200°С.

Вывод: Этот, казалось бы, странный результат окажется совершенно очевидным, если вспомнить, что для горения необходим кислород. В пламя он поступает только с периферии, и только там идет реакция горения. Поэтому и температура пламени в разных его частях различна. На рисунке дано ее распределение в язычке горящего газа. В области (4) газ не смешивается с воздухом, горения там нет, и она выглядит темнее. В области (5) газ сгорает, но не весь — ему не хватает кислорода. Эта область называется зоной восстановительного пламени. В области окислительного пламени (6) имеется избыток кислорода, и газ сгорает полностью, давая самую высокую температуру.

Постановка опытов по физике со свечами

Опыт №1. Плавающая свеча

Нальем в тарелку немного воды, зажжем свечу и снова накроем ее стаканом. Вода начнет втягиваться в стакан. Почему? Во-первых, объем воздуха, находящегося в стакане, стал заметно меньше, поскольку он частично замещен водой. Во-вторых, уровень воды в стакане выше, чем в тарелке. Если приподнять стакан, вода сразу же выльется. Еще одна интересная деталь: если немного подождать, воздух в стакане начнет охлаждаться и уровень воды поднимется еще выше. Этот процесс особенно хорошо заметен, если вместо стакана взять сферическую колбу с узким длинным горлом. Свеча также должна быть длинной и входить в центр сферической части. Здесь, после того как свеча погаснет, в горловине колбы наблюдается «бурный поток» втекающей в нее воды. Объясняется это охлаждением воздуха и уменьшением его объема. (А. Ильин, Н. Туркин, Г. Туркина. Из журнала «Юный техник» №11 2005 год)

Опыт №2. Свеча и 2 стакана

Поставим в стакан горящую свечу и прикроем его другим точно таким же стаканом, проложив между ними кольцо из мокрой промокашки. Свеча вскоре погаснет, а стаканы «присосутся» друг к другу с такой силой, что их будет трудно разнять. Опыт явно говорит о том, что какая-то часть, но не весь воздух нужен для горения. Мы-то знаем, что это кислород, но в давние времена опыт вызывал большие недоумения. Ученика Галилея Д. Б. Торричелли он навел на мысль о существовании атмосферного давления, а суть процесса горения выяснили только лишь два столетия спустя.

Опыт №3. Свеча и воронка

Возьмём воронку концом трубки в рот и потушим через воронку свечу, направив раструб воронки прямо на пламя. У нас ничего не получается. Оказывается, струи воздуха выходя из рта, текут по раструбу воронки и растекаются в стороны к краям воронки. Чтобы потушить свечу, достаточно слегка наклонить воронку так, чтобы пламя свечи находилось напротив ободка.

Опыт №4. Свеча за вазой.

Поставим зажженную свечу позади вазы, а сами встанем так, чтобы лицо отстояло от бутылки на 20-30 см. Стоит теперь дунуть, и свеча погаснет, как будто между пламенем нет никакой преграды.

Это происходит потому, что бутылка воздухом "обтекается": струя воздуха разбивается бутылкой на два потока; один обтекает её справа, другой - слева; а встречаются они примерно там, где находится пламя свечи.

(Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения/Пер. с франц. - М: Издательский Дом Мещерякова, 2007, 2-е издание - 224с., илл.)

Опыт № 5 Вертящаяся змейка

Из плотной бумаги мы вырезали спираль, растянули её немного и посадили на конец проволоки. Держа эту спираль над свечкой, мы увидели, что в восходящем потоке воздуха змейка будет вращаться.

Объяснение опыта: вращаться змейку заставляют конвективные потоки тёплого воздуха, поднимающегося вверх.

Опыт № 6 Непослушное пламя

Поставим на стол стеклянную вазу. Расплавленным парафином приклеим к ее донышку горящую свечку, изображающую пассажира. Резко, с ускорением сдвинем вазу. Но странное дело, язычок пламени отклонится не назад, а вперед.

Объяснение: Раскаленные газы пламени легче окружающего его воздуха; они ведут себя подобно телу с отрицательной массой. Но масса тела — мера его инерции. Она тоже становится «отрицательной», и пламя свечи отклоняется вперед, в то время как сама она стремится упасть назад.

Заключение

В ходе выполнения проекта мы проделали следующую работу:

1. Изучили исторические сведения о происхождении свечи и развитии различных её видов в разных странах. Узнали, что прообразы свечей первых свечей появились 20 тысяч лет назад. Древние свечи значительно отличались от современных содержанием и внешним видом. Используя доступные природные ресурсы, человек придавал свечам довольно причудливые формы.

2. Затем мы изучили физические свойства и химический состав свечей. Нами установлено, что свечи бывают: восковые (натуральные и технические), парафиновые, стеариновые, гелевые, жировые, глицериновые и др. Используя Интернет-статьи, мы установили химический состав каждого вида свечей, их температуру плавления, плотность, яркость горения, возможность копоти.

3. Решая четвёртую задачу, мы провели опыты по определению преимуществ стеариновой свечи перед парафиновой, измерили температуру пламени свечи с помощью термопары, провели опыты по физике с использованием свечи, которые можно в дальнейшем продемонстрировать на уроке физики и во внеурочной деятельности.

Наша работа над проектом не является завершённой. В дальнейшем мы хотели бы продолжить разработку новых опытов по физике со свечами, чтобы продемонстрировать их во время внеклассных занятий и на уроках физики.

Список использованных источников

1. Каспарова Т. Сделай свою свечу. www.rus-katana-dogs.ru

2. Лидов А. Свечи и свечное производство. http://www.real-aroma.ru/Granat

3. Никол Г. Книга о свечах. - М.: Профиздат, 2000. - 151 с.

4. Новожилов Б.В. Фарадей и его «История свечи». http://vivovoco.rsl.ru/VV/Q_PROJECT/FAR/FARADAY0.HTM.

5. Свеча. Материалы из энциклопедии Википедия. http://ru.wikipedia.org/wiki.

6. Тит Т. Научные забавы: интересные опыты, самоделки, развлечения/ Пер. с франц. - М: Издательский Дом Мещерякова, 2007. - 224с.

7. Фарадей М. История свечи. - М.: Наука, 1980.- 130с.

Приложение 1.

Виды свечей и их свойства

Виды свечей	Состав	Температура плавления	Плотность при 200С	Яркость, продолжительность горения, проявление копоти
Восковые (воск технический)	смесь воска с парафином с нефтяным маслом	55 0С	810 кг/м3	Парафин снижает мягкость пчелиного воска
Восковые (воск технический)	смесь воска с канифолью и цезерином	78-88 0С	880-920 кг/м3
Восковые	натуральный пчелиный воск	68-75 0С	950-970 кг/м3	Натуральный пчелиный воск немного липкий и вязкий. Свечи из воска гнутся очень хорошо и не ломаются. Имеет тягучий медовый запах
Парафиновые	85-97 % парафина, 3-15 % стеарина или церезина.	50-52 0С	900-950 кг/м3	Парафин материал хрупкий, твердый и не пластичный.
Стеариновые	88 г стеарина, 10-20 г парафина и 2-6 г воска.	50-56 0С	900-970 кг/м3	Стеариновые свечи не коптят
Гелевые	гелевый парафин	93 0С		При горении не оплывают, не дают копоти и не выделяют неприятного запаха. Горят в 5 раз дольше, чем парафиновые свечи.
Глицериновые	глицерин, танин, желатин	55°С	1150 кг/м3	Горят спокойно, не распространяя никакого запаха.
Жировые	5% алюмокалиевых квасцов, 5% натриевой селитры, 90 % жира	32 °С	930-940 кг/м3	Свечи горят чисто, без дыма и копоти с небольшим потрескиванием из-за присутствия влаги и нитрата натрия.