1. Свечи в разных странах мира и вещества, из которых они сделаны

Вид материала

Документы

Содержание 2.Восковые свечи. Масляная лампа 6. Парафиновые свечи. Случалось ли ненастной вам порой В пушкинском «Евгении Онегине» упоминание о свечах – своеобразный способ указания времени суток Вставала при свечах она. Символ (понятие) свечи можно расценивать как Воплощение неумолимого хода времени, печали и апатии: Оплавляются свечи Все былое уходит Ручьи любви, текут, полны тобою. Дом царевна обошла Но верил я – не все еще пропало В избе свеча горит Ах, боже мой! в лесу ночной порою Список литературы

Подобный материал:

• Xii анализ зарубежного и отечественного опыта образовательного кредитования, 286.67kb.
• Урока Глава Тема Домашнее задание, 5.57kb.
• Урока Глава Тема Домашнее задание, 8.92kb.
• Урока Глава Тема Домашнее задание, 9.35kb.
• Роман о наших современниках, живущих в разных странах мира, 3157.79kb.
• 0 эволюция живого вещества, 612.75kb.
• Тема: Виды транспорта, 90.6kb.
• Анализ упоминаемости в сми ромир и конкурентов Обзор сми за 16 июля 2009 год, 901.12kb.
• Доклады будут размещены на сайте, 47.63kb.
• Три сокровища буддизма: будда, дхарма, сангха содержание, 254.85kb.

§1.Свечи в разных странах мира

и вещества, из которых они сделаны.

Происхождение свечи - нераскрытая тайна. Нет фактов, нет документов. Есть легенды, колдовские книги и догадки. Может быть, именно поэтому и сама свеча до сих пор окутана магической загадочностью. В Китае и Японии свечи производили из воска. Его получали из насекомых и семян растений, а затем эту массу формовали в бумажные трубочки. Потребность - мать изобретения. И человечество постепенно переходит к использованию животного жира для получения воска. Также начали использовать и пчелиный воск, в основном из-за его аромата. Эти свечи были довольно дорогим удовольствием, но горели намного ярче, чем их собратья из жира. Несколько позже появился еще один материал, составивший большую конкуренцию воску и жиру - спермацет. Его получали из вещества, содержащегося в головах китов. Спермацетовые свечи горели намного ярче восковых - они были настолько яркими, что свет спермацетовой свечи использовался в качестве стандарта в фотометрии. Но по понятным причинам в 20 веке добыча спермацета была запрещена и прекращена.
В 19 веке были придуманы специальные станки для изготовления свечей. Механизация свечного мастерства сделала этот продукт доступным для всех. В это же время химики делают открытие: животный жир состоит из нескольких компонентов - стеариновой и олеиновой кислот, соединенных с глицерином. Удалив глицерин, получается вещество под названием "стеарин", которое тверже жира и лучше горит. Еще позднее из неочищенной нефти научились извлекать парафин. Но восковая свеча до сих пор осталась единственным эталоном. В поисках утраченного в нашей цивилизованной жизни равновесия мы все чаще обращаемся к мудрости веков. На помощь приходит древнее искусство аромотерапии, которая использует могущество экстрактов из душистых растений. Воздействуя на обоняние и осязание, они восстанавливают гармонию духа, души и плоти. С достоинствами натуральных растительных масел цивилизация знакома уже более 6000 лет, о чем свидетельствуют древние рисунки и тексты, а также археологические находки - амфоры и маленькие сосуды для хранения ароматических масел. Благовониями широко пользовались жители Древней Греции и Рима. Высокопоставленные персоны Древнего Египта даже носили на голове специальные сосуды-конусы, содержащие бальзам, приготовленный из воска и ароматических масел, плавясь от тепла, они умащивали и ароматизировали кожу и волосы. С древности люди использовали целебные, очищающие и консервирующие свойства масел для избавления от боли, зуда и воспаления кожи, для повышения настроения, расположения к любви. Эфирные масла вызывают эффект омоложения клетчатки кожи за счет выведения токсинов, стимулируя различные зоны обонятельного анализатора в головном мозге. Кроме всего прочего ароматические масла обладают бактерицидным и антисептическим действием, помогая бороться с проблемной кожей и в юношеском возрасте.

Растения всегда имеют большой запас жизненной энергии, позволяющей им приспосабливаться к неблагоприятным условиям внешней среды (отражать магнитные бури и изменения атмосферного давления). Земные цветы - живая связь земли с небом. В создании цветочной пыльцы как бы осаждаются кристаллы праны. Не шутя можно сказать, что в цветах оседает небо на землю. При горении восковой свечи выделяются фитонциды, которые подавляют бактерии и вирусы в воздухе, очищая его.

Ароматы оказывают огромное положительное влияние на активные эмоции человека. Ионные компоненты эфирных масел повышают восприимчивость, открытость к энергии Космоса. Ароматы могут помочь восстановить ауру, обрести вкус к добру и справедливости, устранить комплексы и недоброжелательство. На земле существует примерно 3000 видов растений, из которых выделяются эфирные масла. В состав наших свечей входят: прополис (около 30%), бальзамы (около 15% (в том числе дубильные вещества 8%)), эфирные масла (около 8%). При сгорании восковой свечи выделяются фитонциды, которые подавляют бактерии и вирусы в воздухе, очищая его. Благодаря концентрированной смеси эфирных масел луговых цветов выявляются следующие свойства свечей: расслабление, успокоение, снятие усталости и головных болей, избавление от бессонницы, антидепрессант и антисептик.


§ 2.Восковые свечи.

Воск - второй по значимости и ценности продукт, получаемый от медоносных пчел. Это органическое вещество, как ни одно другое, обладает свойствами стойко сохранять свои качества в течение столетий.
В далеком прошлом пчелиный воск играл роль валюты, был эталоном в обмене товаров на международном рынке. Если мед называют жидким золотом, то воск - золотыми слитками. В состав пчелиного воска входит прополис, что придаёт свечам целебные свойства. Работа пчелы - самого трудолюбивого существа в природе, цветочная пыльца, производство свечей вручную, без помощи каких-либо механических средств - только такая совокупность может передать всю природную магическую силу. В сравнении с другими свечами (стеариновыми, парафиновыми, гелевыми и т.д.) свечи из пчелиного воска обладают преимуществами не только по времени горения, яркостью, ароматом, но и эстетическими свойствами.

Свеча – один из самых древних источников света. Свечи незаменимы, если нужно создать особую атмосферу праздника, причем праздника личного, семейного. А наш самый любимый праздник, Новый год, действительно трудно представить себе без мерцающего пламени свечей и традиционного бокала шампанского.

Прошло еще двести лет, прежде чем свечи стали отливать в жестяных или стеклянных, а чуть позже оловянных формах. Такие свечи назывались литыми. Где-то в 1500-е годы появились свечи из воска. Восковые свечи горят ярче и дольше, производят меньше копоти и пахнут лучше. Фитили делали из различных видов растительных волокон. Однако, воск дороже жира, поэтому пользовались восковыми свечами только богатые люди и церковь. Гораздо позже воск стали очищать. Технология опять же была весьма простой. Это достигалось плавлением воска и фильтрованием в расплавленном состоянии через ткань. Для отбелки воска, в зависимости от возможностей, использовали костяной уголь, диоксид серы или хлор. Восковые свечи невозможно отливать в формах, поскольку он прилипает к металлическим поверхностям. Для того, чтобы сделать восковую свечу, надо потрудиться. Вот, например, один из старых способов изготовления восковых свечей - обливание. В мастерской в большом котле растапливали воск. Над котлом подвешивали обруч с укрепленными на нем фитилями. Обруч вращался вокруг своей оси, а рабочий при помощи большой ложки обливал фитили воском до тех пор, пока не получались свечи нужной толщины. Затем свечи выравнивали, раскатывая на полированной каменной плите. А вот еще один способ производства восковой свечи: фитиль в горизонтальном положении натягивали между двух крючков и равномерно облепливали его размягченным в теплой воде воском.

§ 3. Масляная лампа.

Масляная лампа

    Прообразом современных свечей были лампы времен каменного века, которые люди выдалбливали из камня и наполняли животным жиром. Такие лампы были известны уже 20 тыс. лет тому назад. Впервые свечи упоминаются еще в библейские времена, в начале I-го тысячелетия до н. э. Эти древние свечи представляли собой фитиль, воткнутый в контейнер, заполненный жиром или каким-либо другим горючим материалом. Уже в V в. до н. э. в Иране стали использовать неочищенную нефть. С материалом для фитилей тоже экспериментировали. Так в Китае еще с III в. до н.э. огонь в лампах поддерживали с помощью несгораемых асбестовых фитилей. Их собратья, масляные лампы, дожили до наших дней.

§ 4. Сальная свеча.


    Как утверждает история, первые твердые свечи были изобретены римлянами примерно в середине I-го тысячелетия до н. э. Эти свечи производились из твердых видов жира животных. Такие свечи были дешевы, доступны, а посему вошли в повседневную жизнь на долгие столетия. В России сальные свечи вошли во всеобщее употребление в XII веке. При их изготовлении фитиль несколько раз обмакивали в растопленное сало, поэтому назывались они «мокаными». Когда свеча горела, сало быстро плавилось и оплывало вниз, а фитиль оставался целым, поэтому свечу ежеминутно приходилось поправлять при помощи специальных щипцов для снятия нагара. Сальные свечи сильно коптили и засоряли воздух, но ничего лучшего долго не могли придумать. Лишь в конце XV столетия фитиль из пакли был заменен нитяным. Сальная свеча имеет множество недостатков, которые сделали ее символом бедности и безысходности. В отличие от восковой свечи, она неприятна на ощупь, оставляет на вещах жирные пятна, обладает весьма неприятным запахом.


Парафиновая свеча

    § 5. Спермацетные свечи.




Позже при производстве свечей стали применять спермацет. Спермацет для спермацетных свечей извлекали из полостей, находящихся в голове китов. Он освобождался от сопутствующих жидких масел выжиманием холодным или горячим прессованием. Если была необходимость, то проводилась очистка посредством мыльного щелока. Свечи, изготовленные из спермацета, отличались белизной и полупрозрачностью. Однако они имели и недостаток. При горении со временем оплывали.

§ 6. Парафиновые свечи.

  В 1830 году спермацету составил конкуренцию парафин, который получали из нефти или особого сорта торфа. Затем он уступил место более дешевому церезину. Церезин – это очищенный минеральный воск, близкий по своему составу к окислившейся нефти. В начале XIX века знаменитые французские химики Шеврель и Гей-Люссак нашли способ превращать бычий жир в прекрасное вещество, называемое стеарином. Новые свечи давали яркое, спокойное, немигающее пламя и полное сгорание фитиля, поэтому быстро завоевали всеобщее признание.

    Парафиновые свечи вначале были довольно дорогими, так как парафин извлекали при перегонке дегтя растительных веществ. Затем в Англии его начали добывать из торфа. Однако и в том и другом случае он получался лишь в небольших количествах. Коренное изменение произошло с налаживанием крупномасштабной переработки нефти. Сейчас – это один из наиболее доступных нефтехимических продуктов.

    Парафины в свою очередь делятся на очищенные, которые характеризуются отсутствием запаха и вредных веществ и неочищенные, которые характеризуются наличием канцерогенов. Современная очистка парафинов, при производстве исходного сырья для изготовления свечей, осуществляется на специальной установке гидроочистки. Процесс гидроочистки парафинов основан на химических реакциях гидрирования органических сернистых и азотистых соединений, кислородосодержащих соединений, смолистых веществ, непредельных углеводородов и других вредных веществ, присутствующих в исходном парафине - сырце. Процесс протекает в среде водорода при высокой температуре и давлении в реакторе со специальным катализатором.


§ 7. Физические свойства и изготовление свечей.

Очень интересно расположен жар свечи. Возьмем свечку и подержим над ней бумажку вплотную к пламени. Видно, что жар не внутри, он расположен кольцом, как раз там, где происходит химическая реакция; даже если опыт ставить так грубо, всегда получается кольцо ( если только пламя не будет колебаться от движения воздуха ). По опыту видно, что бумажка обгорела по кольцу, а в середине она либо совершенно цела, либо только чуть-чуть опалена. Происходит это потому, что самый жар находится как раз там, где встречаются воздух и горючее. Воздух необходим для горения; мало того: необходим свежий воздух. Это можно доказать. Возьмем банку, в ней воздух, накроем ею свечу; сперва, свеча горит вполне благополучно и тем самым доказывает, что для горения необходим воздух. Однако скоро наступит перемена. Постепенно пламя вытягивается вверх, затем меркнет и, наконец, гаснет. Почему же оно гаснет? Банка и сейчас так же наполнена воздухом, но для горения нужен свежий воздух. Банка полна воздуха, частично измененного; частично не измененного; но в ней не достаточно того свежего воздуха. Свечу можно изготовить несколькими способами. Берем кусочек древесины или ветки, славящиеся своей способностью гореть, и кусочек особого замечательного вещества, находимого в некоторых болотах Ирландии и образно называемого «свечным деревом». Это дерево настолько твердое и прочное, что не всякий может его разломать, но вместе с тем оно так хорошо воспламеняется, что из него делают факелы и лучины. Оно горит, как свеча, и дает превосходный свет, по существу говоря, представляет собой «естественную свечу». Настоящие, используемые в быту человека свечи, называются сальными или мокаными. Производятся они следующим способом. Хлопчатобумажные фитили подвешиваются на петельках и разом обмакиваются в растопленное сало (говяжье или баранье). Потом они вынимаются, охлаждаются и снова окунаются, пока вокруг фитиля не нарастает достаточно толстый слой сала. Свечи бывают разнообразными. Эти свечи очень маленькие и интересные. Именно такими свечками пользовались горняки в каменноугольных шахтах. В прежние времена каждый горняк, спускаясь в шахту, должен был приносить с собой свечи, купленные за собственный счет. К тому же считалось, что с маленькой свечкой меньше, чем с большой, рискуешь вызвать взрыв рудничного газа в угольных копях. Так, по этой причине и ради экономии, горняки предпочитали пользоваться такими малюсенькими свечками, что на фунт (453,6 грамма) их шло 20, 30, 40 или даже 60 штук. С тех пор свечки заменены лампочками – безопасной лампой Дэви (Гемфри Дэви (1778-1829)- знаменитый английский химик). Дэви впервые выделил ряд химических элементов - калий, натрий, кальций и др., показал возможность разложения воды электрическим током. Замечательным изобретением Дэви является также безопасная лампа для шахтеров: пламя в этой лампе окружено металлической сеткой, (которая предотвращает возможность взрыва рудничного газа.) и другими лампочками различных типов. Стеарин это тоже материал для изготовления свечей, неподдающийся отливке, хотя оно прекрасно горит и легко растапливается. Такие свечи называются формованными. Их делают следующим образом. Прежде всего, надо в каждую форму продеть фитиль, и притом плетеный, не дающий нагара; на всем своем протяжении фитиль натянут, так как наверху он держится на проволочной перекладине, а внизу прикреплен к затычке, которая при заполнении формы не дает вытекать растопленному стеарину. После того как стеарин остынет, его излишек снимают, отрезают концы фитилей, и в формах остаются готовые свечи. Их опрокидывают и без труда вытряхивают: ведь, во-первых, у них форма слегка конусообразная, то есть внизу они толще, чем наверху, и, во-вторых, при остывании объем их уменьшается. Восковые свечи делаются совершенно иначе. На раму навешиваются фитили с металлическими наконечниками, чтобы воск не целиком покрывал фитиль. Рама подвешивается так, чтобы она могла вращаться над котлом с растопленным воском. Рабочий зачерпывает ложкой воск из котла и, поворачивая раму, поливает фитили один за другим; за это время воск, на них успевает застыть, и рабочий их поливает вторично, и так далее, до требуемой толщины. Сняв свечи с рамы, их хорошенько раскатывают на гладкой каменной плите, верхушке придают надлежащую коническую форму, а нижний конец аккуратно обрезают.

Свеча как объект изучения обладает огромным познавательным потенциалом. В 1860 г. в Королевском институте в Лондоне Майкл Фарадей даже прочитал цикл научно-популярных лекций для юношества, посвященных рассмотрению этого предмета: «Я собираюсь изложить вам… ряд сведений по химии, которые можно извлечь из горящей свечи. Я не первый раз провожу беседу на эту тему, и… я бы с удовольствием возвращался к ней…ежегодно - до того эта тема интересна, и до того изумительно разнообразны те нити, которыми она связана с различными вопросами естествознания. Явления, наблюдающиеся при горении свечи, таковы, что нет ни одного закона природы, который не был бы так или иначе затронут… Я надеюсь, что не разочарую вас, избрав своей темой свечу, а не что-нибудь поновее. Другая тема, возможно, была бы столь же хороша, но лучше свечи она быть не может».

По прошествии более чем столетия, в 1963 г., группа ученых под руководством нобелевского лауреата Гленна Теодора Сиборга вновь обратились к свече как идеальному объекту для популяризации естественных наук.

Однако свеча – настолько интересный объект изучения, что считать тему исчерпанной никак нельзя. Этот источник света стал олицетворением просвещения. Известному педагогу-мыслителю Д. Глиносу принадлежит следующее суждение: «Учитель – первый, кто зажигает свою свечу от свечи философа, социолога и исследователя…». Понятие «просвещение» и «освещение» по сути своей близки, а в Европе 18-19 вв. слова «освещение» и «свеча» стали фактически синонимами. «Подали свечи», т.е. «включили свет», или:

Случалось ли ненастной вам порой

Дня зимнего, при позднем, тихом свете,

Сидеть одним, без свечки в кабинете…

А. С. Пушкин. Сон.

В пушкинском «Евгении Онегине» упоминание о свечах – своеобразный способ указания времени суток:

Восток ленивый почивает,

В привычный час пробуждена

Вставала при свечах она.

Невозможно оставить без внимания богатейший символизм свечи, нашедший отражение в многочисленных романсах, стихотворениях, терминах, устоявшихся речевых оборотах. Например, свечи не плавятся, а «плачут за людей».

Символ (понятие) свечи можно расценивать как:

• Обобщенное представление о языке пламени – в химической технологии горючие газы, подлежащие уничтожению, «подают на свечу» или «на факел» (эти факелы легко увидеть над трубами многих химических производств, на предприятиях горной и нефтегазовой промышленности);

• Воплощение неумолимого хода времени, печали и апатии:

Оплавляются свечи

На старинный паркет,

И стекает на плечи

Серебро с эполет.

Как в агонии бродит

Золотое вино…

Все былое уходит, -

Что придет – все равно.

В. С. Высоцкий.

«Оплавляются свечи…»

• Грусти и переживания:
  

Близ ложа моего печальная свеча горит;

Мои стихи, сливаясь и журча, текут,

Ручьи любви, текут, полны тобою.

Во тьме твои глаза блистают предо мною.

А. С. Пушкин. Ночь.

• Расхожих представлений о грешном и праведном: «Ни богу свечка, ни черту кочерга»; на свечу в полной мере распространяется принцип «Кесарю – кесарево, а Богу – Божее»:
  

Дом царевна обошла,

Все порядком убрала,

Засветила Богу свечку,

Затопила жарко печку.


А. С. Пушкин. Сказка о мертвой царевне и о семи богатырях.

• Скоротечности, неустойчивости и беззащитности: «как свеча на ветру» или «свеча горела на столе и догорела».
  

• Прямизны и вертикальности – «взмыть свечой в небо», одна из фигур высшего пилотажа так и называется – «свечка».
  

• Надежды и веры:
  

Но верил я – не все еще пропало,

Пока не меркнет свет, пока горит свеча.


А. Макаревич. Пока горит свеча.


Свечи стали предметами общеупотребительными в последние 100 - 150 лет, до этого, в силу своей дороговизны, они относились к предметам роскоши. В пушкинские времена свеча в избе, бесспорно, свидетельствовала о зажиточности хозяев: Дверь отворила я.

В избе свеча горит;

Гляжу - везде сребро да злато,

Все светло и богато.


А. С. Пушкин. Жених.

В средневековой Европе рыцари давали обет поставить в церкви пудовую свечу, приравнивая это к пожертвованию храму золотой утвари или дорогостоящих тканей.


Ах, боже мой! в лесу ночной порою

И дикий зверь, и лютый человек,

И леший бродит – долго ль до беды.

Скорей зажги свечу перед иконой.

А. С. Пушкин. Русалка.


§8. Свеча с точки зрения химии.

Восками традиционно называют группу распространенных в природе сложных эфиров высших, жирных кислот и высших одноатомных высших спиртов. Воски бывают как растительного, так и животного происхождения. Для изготовления свечей по ряду причин наиболее подходящим оказался пчелиный воск – вещество, вырабатываемое пчелами и служащее материалом для построения сот. Пчелиный воск состоит преимущественно из мирицилпальмитата (брутто-формула С₄₆Н₉₄О₂) – сложного эфира, образованного мирициловым спиртом и пальмитиновой кислотой:


С₁₅Н₃₁СООН + С₃₁Н₆₃ОН С₁₅Н₃₁ – С (О) – О – С₃₁Н₆₃ + Н₂О


Пчелиный воск обладает высокой пластичностью, что позволяет придавать свечам необходимую форму, легко окрашивается и к тому же имеет приятный запах. Развитие свечного ремесла исторически обусловлено комплексом этих свойств пчелиного воска.

Животные жиры представляют собой смесь сложных эфиров, образованных глицерином и стеариновой (октадекановой) либо пальмитиновой (гексадекановой) кислотой – глицерина тристеаратом и трипальмитатом:


CH₂ – OH CH₂ – O – C (O) - R

| |

CH – OH + 3HO – C – R CH – O – C (O) – R + 3H₂O,

| || |

CH₂ – OH O CH₂ – O – C (O) – R


где R – углеводородный радикал стеариновой (C₁₇H₃₅ -) или пальмитиновой (C₁₅H₃₁-) кислоты.

Воск был желанным товаром, исторически составлявшим заметную часть российского экспорта.

Сальная свеча имеет множество недостатков, которые сделали ее символом бедности и безысходности. В отличие от восковой, она неприятна на ощупь, оставляет на вещах жирные пятна, обладает весьма неприятным запахом как сама по себе (прогорклый жир), так и при горении – накапливают многочисленные продукты сопровождающей горение термодеструкции жиров и разложение содержащихся в сале примесей белковой природы. Глицерина тристеарат и трипальмитат – низкоплавкие вещества, поэтому сала плавится намного больше, чем успевает сгорать. Сальная свеча сильно оплывает (т.е. расходуется бесполезно, не по назначению) и коптит, что нашло отражение в историко-художественной литературе, например: «В корчме было душно, от сальных свечей поднимались черные ручейки копоти». Количество копоти (сажи) зависит от условий горения свечи:

(С₁₇Н₃₅ОО)₃С₃Н₅ nСО₂ + (57 – п) С + 55Н₂О


Взглянув на диаграмму отображающую интервалы плавления «свечных» веществ, можно отметить, что пчелиный воск (мирицилпальмитат) плавится при более высокой температуре, чем сало. Эта температура невелика, и процесс плавления, предшествующий горению воска, реализуется легко, но достаточно высока, чтобы при горении свеча чрезмерно не размягчалась, сохраняла форму и, излишне не плавясь, сгорала полнее.

Стеарин



Сало Пчелиный воск


40 50 60 70 t, ^оС


Веществом для изготовления свечей, удачно (хотя, к сожалению, неидеально) сочетающим сравнительную дешевизну и доступность сала с физико-химическими и потребительскими свойствами пчелиного воска, оказался так называемый стеарин.


§9. Фитиль.


Немалую роль в горение свечи играет ее полноправный компонент – фитиль. Сколь бы хороши ни были составляющие компоненты, и каким бы гармоничным ни было их соотношение, без функционального фитиля свеча все равно хорошей не будет. Даже колонисты Жюля Верна с их почти универсальными познаниями вынуждены были приложить некоторые усилия для подбора материала фитиля: «Фитили после нескольких проб сделали из растительных волокон …»

Чтобы понять роль фитиля, ровно, как и других компонентов такого, простого на первый взгляд, изделия, как свеча, нужно остановиться на сложных комплексах происходящих при ее горении физико-химических процессов.

Чтобы свеча горела, ее нужно зажечь, т.е. затратить определенную энергию E₁ (или количество теплоты Q₁) для инициации процессов горения, в результате которого выделяется энергия Е₂ (или количество теплоты Q₂), превышающая затраченную. Такие процессы называются экзотермическими; затраченная на инициацию процессов энергия Е₁ – энергией активации, а величина Q₂ – тепловым эффектом реакции.



E₁ (Q₁)


E₂ (Q₂)

Конечные

продукты

Исходные

вещества

Очень важно, чтобы горючее поступало в зону горения равномерно. Рассмотрим «механизм работы» свечи, причем он будет одинаковым и для сальной, и для восковой и для любой другой свечи.

Чтобы попасть в зону горения, часть материала, из которого состоит тело свечи (1), должно расплавиться (см. рисунок). При этом тепло, выделяющееся при горении, частично расходуется на плавление материала и последующий прогрев расплава (3) до температуры, достаточной для придания жидкости текучести, необходимой для передачи ее по фитилю (2).

Избыток тепла отводится за счет конвекции – восходящих токов горячего воздуха, которые и придают пламени характерную форму язычка, вытянутого в большей или меньшей степени. Именно восходящие токи обеспечивают поступление свежих порций воздуха, охлаждающих тело свечи (1) и доставляющих кислород в зону (6), а также удаляют продукты горения. Рациональный тепловой баланс – необходимое, но отнюдь не достаточное условие соответствия требованиям, предъявленным к горению свечи. Она, по меньшей мере, не должна самопроизвольно гаснуть, а должна по возможности меньше оплывать и давать минимальное количество копоти.




Расплавленное вещество свечи - оно же горючее (3) должно посредством фитиля (2)передаваться в зону (4). Вот тут в полной мере и проявляются индивидуальные свойства фитиля. Во-первых, фитиль должен хорошо смачиваться расплавом. Транспортировка горючего в зону (4) осуществляется по капиллярам фитиля за счет сил поверхностного натяжения. При этом высота поднятия горючего по капилляру фитиля прямо пропорциональна поверхностному натяжению расплава (3) и обратно пропорциональна радиусу капилляра фитиля (естественно, речь идет об усредненном значении, поскольку капилляров в фитиле множество) и плотности расплава.

Если параметры фитиля не гармонируют со свойствами горючего, свеча функциональной не будет. При малой высоте подъема расплава по фитилю пламя опустится слишком низко, что вызовет либо его затухание из-за избытка образовавшейся жидкости, либо чрезмерное оплывание тела свечи (1) – расходование материала (3) не по назначению, и, соответственно, свеча будет служить меньший срок. При большей высоте подъема расплава происходит неполное сгорание горючего, и как следствие этого будет образовываться обильная копоть; язычок пламени может быть легко сорван с фитиля даже небольшим сквозняком, и свеча погаснет.

Материал фитиля должен расходоваться пропорционально расходу тела свечи. Если фитиль сгорает слишком быстро, так же быстро расходуется (оплывает) и свеча. Отслуживший фитиль должен разрушаться и удаляться из зоны горения. Если фитиль по каким-то причинам своевременно не разрушается, а сохраняет физическую целостность, то нарушается структура пламени (пропорции между зонами (4) –(6)) – светящаяся зона пламени уменьшается, происходит неполное сгорание топлива – появляются копоть и неприятный запах продуктов частичной термической деструкции вещества свечи.

Еще хуже, если слишком длинный прогоревший фитиль загнется книзу. В этом случае к копоти и запаху гари добавятся нарушение симметрии чашечки расплава (3) и, соответственно, чрезмерное оплывание свечи.

Впрочем, лучше, если нагар с фитиля будет удаляться по ходу горения сам. Для этого материал фитиля обрабатывают некоторыми солями, например фосфатами. Они играют ту же роль, что и флюсы в металлургии: зола превращается в сравнительно низкоплавкие соединения и удаляется вместе с оплывающими каплями. Впрочем, передозировка солей или плохо подобранные флюсы могут затруднять передачу топлива фитилем и в конце концов вовсе прекратить процесс горения.

Теперь рассмотрим структуру пламени. Это хороший пример последовательного прохождения множества сбалансированных физико-химических процессов. В зоне (4) как такового нет, ведь доступ окислителя (кислорода воздуха) к центру язычка затруднен, он расходуется в поверхностных слоях пламени. В зоне (4) реализуется фазовый переход – жидкое топливо разогревается и переходит в газовую фазу. Пары поступают в зону (5), где температура существенно выше, ведь она пространственно приближена к зоне (6), в которой преимущественно реализуется высокоэкзотермичные процессы окисления горючего. В зоне (5) происходят процессы пиролиза – большие молекулы горючего разрушаются вследствие сильного нагрева (подаваемая из вне энергия превышает энергию углерод - углеродных связей) и частично окисления. И, наконец, в зоне (6) происходит конечная стадия горения свечи – активное выделение углерода и его пламенное окисление до углекислого газа. Именно раскаленные до высокой температуры частицы углерода обуславливают свечение пламени.

Рассмотрение строения и горения свечи убедительно иллюстрирует сложность окружающих нас самых тривиальных бытовых предметов, свидетельствует о том, насколько неразрывны химия и физика, а так же о том, насколько важен для человечества опыт поколений. Ведь свеча не была рассчитана (думается, что эта задача по сложности сопоставима с расчетом ракетного двигателя), а стала результатом воплощения опыта, который, как известно, - «сын ошибок трудных».


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ :

1. Фарадей М. История свечи. – М.: Наука, 1980.
   
2. Химия. Курс для средней школы. / Под ред. Г.Д Вовченко. – М.: Мир, 1972. – С. 29, 663-664.
   
3. Соколова Е.А. Я – учитель (опыт профессиональной рефлексии). – СПб.: ИОВ РАО, «Тускарора», 1999. – С. 3.
   
4. Пушкин А.С. Собр. соч.: В 10 т. – М.: Художественная литература, 1959. – Т. 1.
   
5. Пушкин А.С. Собр. соч.: В 10 т. – М.: Художественная литература, 1960. – Т. 4.
   
6. Высоцкий В.С. Соч.: В 2 т. – Екатеринбург: «Посылторг», 1994.
   
7. Пушкин А.С. Собр. соч.: В 10 т. – М.: Художественная литература, 1959. – Т. 2.
   
8. Бiлий Д. Заложна душа // Кальмiюc. Лiтературно-мистецький альманах. – 2002. - № 1-2. – С. 149.
   
9. Верн Ж. Таинственный остров. – Киев: Веселка, 1987. – С. 182-183.
   

ОГЛАВЛЕНИЕ:

§1. Свеча в разных странах мира и вещества, из которых они сделаны 1

§2. Восковые свечи. 4 § 3. Масляная лампа. 5 §4. Сальная свеча. 5

§5. Спермацетные свечи. 6

§6. Парафиновые свечи. 6

§ 7. Физические свойства и изготовление свечей. 7

§8. Свеча с точки зрения химии. 12

§9. Фитиль 14

Литература 19


Министерство образования Российской Федерации

МОУ средняя общеобразовательная школа № 1


РЕФЕРАТ

«История свечи»


Выполнил:

Матвеев Дмитрий

9 «А» класс

Проверил:

преподаватель химии

высшей категории

Десятниченко О.А.

Слайд – презентация

преподаватель информатики

первой категории

Рейзвих Т.Н.


ВОЛХОВ

2005