如果製作一根尺寸很小的蠟燭,點燃後的火焰也會等比例縮小嗎?
現在市面上賣的普通蠟燭,就舉例為長十厘米,直徑一厘米吧,點燃之後的火焰大概就是一兩厘米高吧。如果製作一根長一厘米,直徑一毫米的蠟燭(燭芯也相應比例縮小,技術上應該沒問題吧),那麼,點燃之後,火焰會縮小為一兩毫米嗎?主觀感覺上好像不大可能,有人能說說這其中的原理嗎?還有就是,如果把它放大,例如製作成長十米,直徑一米,燭芯也等比例放大,那麼點燃之後又會是什麼樣子呢?我是在看奇幻片里的小人國裡面點蠟燭的時候想起這個問題的。
首先搞明白蠟燭燃燒的原理:蠟燭燃燒時,真正燃燒的不是蠟,而是汽化之後的蠟,也就是蠟蒸汽;這樣就可以知道,火焰的大小取決於蠟燭汽化的速度。蠟燭的火焰不會太小,如果汽化的蠟量太小,燃燒時產生的熱量不足以使其他的蠟繼續汽化,那麼蠟燭就滅了;那麼把蠟燭做到足夠大是不是火焰就會很大?這也是會有極限,如果環境溫度很高,就像火災現場一樣達到兩三百度,這時汽化的蠟足夠多,那麼火焰就會很大,再然後就是爆炸,但如果去一些廟裡看過一些巨型蠟燭燃燒就會發現,火焰與平時的沒什麼區別,那是因為環境溫度很低,火焰只能將周邊的一點點蠟燭熔化並汽化,太遠的位置根本輻射不到,要想火焰大一點,那就需要把燭芯做大,極限的一種情況就是火把,傳統的火把一般是蘸蜂蠟或者動物油,其實也是一種蠟燭,只是燭芯成為主體了,顯然火焰可以變得很大,但不能在火把上蘸太多的蠟,因為火焰很大,輻射的溫度很快就使周邊的蠟融化。
你玩過火柴嗎
tl;dr 否,否。@松鼠會老孫 的回答基本可行,其中有幾處問題解釋下:1、真正燃燒的不是蠟,而是汽化之後的蠟,也就是蠟蒸汽。這句話並沒有錯,只是表述頗為混亂,照這個邏輯來看木頭燃燒的時候也不是固體木頭在燃燒,而是被氣化後的氣態木頭(所謂木蒸汽)。真正燃燒的就是蠟,只不過其中絕大多數是氣態的。
2、這樣就可以知道,火焰的大小取決於蠟燭汽化的速度。
(你所看到的)火焰的大小取決於燃燒中CH等等離子的分布,也就是發生氧化反應範圍的大小。縱使直觀上來講,燃料越多(石蠟氣化的速度越快)就會有更大範圍的氧化反應發生,但是我有一千萬種辦法讓這個範圍改變,舉例稍不相干的例子來講,氧炔炎。3、燃燒時產生的熱量不足以使其他的蠟繼續汽化,那麼蠟燭就滅了
一個物質既然都「燃燒」起來了,那麼它產生的熱量沒有理由不能維持它繼續燃燒。某些燃燒之所以自熄,絕非是其生成的熱量不足以供給接下來的燃燒,是因為大多的熱量過快的通過其他方式消散掉了。4、如果環境溫度很高,就像火災現場一樣達到兩三百度,這時汽化的蠟足夠多
石蠟的沸點一般在370攝氏度以上,「兩三百度」這個感覺還不至於汽化「足夠多的蠟」。5、再然後就是爆炸
雖然我沒有引爆過石蠟,也沒有見過有誰的paper里寫自己弄爆過石蠟,但我還真的很好奇分子量這麼大的烷類到底要怎麼才能爆炸。舉個例子來說,汽油的爆炸極限大約是1.4-7.6(空氣體積百分比),煤油則大致是0.6-5。真是到了石蠟都能爆炸的濃度,那得是怎麼一個環境啊。6、火焰只能將周邊的一點點蠟燭熔化並汽化,太遠的位置根本輻射不到
太遠的不是輻射不到,是單位面積所受到的輻射能太小。百億光年以外的星星的輻射我們照樣接受得到。7、要想火焰大一點,那就需要把燭芯做大
這句話並沒有問題,甚至於是本文的要害所在,但是通篇讀下來都沒有講到點上(為什麼)。
燈芯的作用便是通過毛細現象將被液化之後的液態石蠟吸附到燈芯上,來達到第一,增加燃料表面積,第二,使火焰主體遠離下方固態石蠟的效果。吸附在燈芯上的燃料則會在燃燒的高溫下汽化,並與空氣混合充分燃燒。也就是說,若要控制蠟燭火焰的大小,控制燈芯的這兩個效果才是最關鍵的(石蠟汽化的速度是燈芯這兩個效果所產生的結果)。
現在解釋原題回答:
小,不能,是因為燈芯會很快燒毀,你根本點不著它。大,不能,是因為空氣無法流暢的供給,不熄火也燒不旺。熱工屆有個東西叫相似原理,如果你學過傳熱學或者流體力學就會知道這個東西。
同種物理現象擴大或者縮小不是簡單的尺寸等比例擴大縮小。這需要兩方面的滿足條件,第一,幾何相似,就是幾何尺寸是成比例的。第二,同名已定準則數相等,意思就是決定流動狀態的一些無量綱準則數要相等,比如雷諾數Re,努塞爾數Nu等。
被窩作答沒有具體去查哪些準則數,不足和錯誤請同行指正。
詳情可搜索「相似原理」基本上是等比例縮小的。火苗範圍大小取決於燭芯的粗細,粗的燭芯火苗就大。
題主看小人國點蠟燭想到這個線性縮放可能不合理 感覺很贊啊
高票回答答得很專業也很複雜。
我概括一下:
火焰的大小跟燭芯粗細正相關是對的,然而燭芯足夠粗(可以多細我也不知道)才能支持蠟燭持續燃燒。燃燒的是氣態蠟,如果燈芯太細燃燒時產生的熱量會迅速散發到空氣中,不足以融化並氣化蠟,迅速熄滅。燒木屑和燒木棍還是不一樣的,
不過火柴大小的火炬還是可以有的~就是不耐用~
用小小的油布條綁著小木棍點燃~
可以預見燃燒時間和火柴差不多~當然不會,你買兩根點點看謝謝。
我自己做的~外面是核桃殼,外面塗了指甲油,燈芯是毛線。我覺得好可愛呀,而且真的可以點亮
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