|
|
|
ท่านเคยสังเกตและตั้งคำถามเกี่ยวกับเทียนไขต่าง
ๆ หรือไม่ อย่างเช่นทำไมเวลาเราจุดเทียนไข
ไส้เทียนจึงเผาไหม้ช้านัก แต่พอเราเผาไส้เทียนเปล่า
ๆ ที่เป็นเส้นด้ายล้วน
มันถึงได้ลุกไหม้อย่างรวดเร็ว?
เนื้อเทียนเข้ามาเกี่ยวอย่างไร?
มีเหตุผลหรือคำอธิบายบ้างไหม?
กระบวนการเผาไหม้นั้นเป็นอย่างไร? คำถามต่าง ๆ
สามารถตั้งขึ้นมาได้มากมาย ทั้ง ๆ
ที่เทียนไขประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วนคือ เนื้อเทียน
และไส้เทียนแค่นั้น |
|
|
ส่วนประกอบของเทียนไข |
อย่างที่กล่าวไปแล้วข้างต้นว่า
เทียนไขประกอบด้วยเนื้อเทียนและไส้เทียน
ซึ่งดูแล้วเป็นสิ่งของที่ธรรมดามาก ๆ
แต่ในความธรรมดานั้น มีความเป็น
วิทยาศาสตร์แฝงอยู่มากมาย ลองดูว่าแต่ละส่วนมีผลอะไร
และอย่างไรบ้าง |
|
ไส้เทียน
เป็นส่วนประกอบที่สำคัญมาก
เทียนไขจะไม่เป็นเทียนไขหากปราศจากไส้เทียน
ไส้เทียนทำจากเส้นด้ายฟั่นเป็นเกลียว
ซึ่งเส้นด้ายก็มาจากฝ้ายซึ่งเป็นวัสดุธรรมชาติ
ตัวไส้เทียนนอกจากทำหน้าที่เป็นแหล่งเชื้อเพลิงแล้ว
ยังต้องมีสมบัติของการเป็นตัวดูดซับ (absorbent)
ที่ดีด้วย เพราะในขณะที่ไส้เทียนติดไฟนั้น
ไส้เทียนจะดูดซับขี้ผึ้งเหลวหรือพาราฟินเหลว
ให้ขึ้นไปตามตัวไส้เทียน
เพื่อให้เกิดการเผาไหม้อย่างต่อเนื่อง
แรงที่ใช้ในการดูดซับน้ำเทียนเหลวนี้เป็นแรงที่เรียกว่า
"การซึมตามรูเล็ก (capillary action)"
ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่ของของเหลวขึ้นไปตามท่อหรือหลอดขนาดเล็ก
ๆ
เนื้อเทียน
ทำจากพาราฟินแว๊กซ์ (paraffin wax) หรือขี้ผึ้ง
(beeswax) ก็ได้
พาราฟินแว๊กซ์เป็นผลิตภัณฑ์ที่เหลือของกระบวนการแยกน้ำมันดิบ
หรือก๊าซธรรมชาติ
พาราฟินแว๊กซ์เป็นของผสมของสารประกอบไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด
และมีจำนวนคาร์บอนอยู่ในสายโซ่โมเลกุลได้ตั้งแต่
18-45 อะตอม ในสภาวะแวดล้อมปกติ สารพาราฟินแว๊กซ์
มีสมบัติค่อนข้างเฉื่อยต่อการเกิดปฏิกิริยาเคมีต่าง
ๆ ส่วนขี้ผึ้งคือ
ไขที่ผึ้งขับออกมาเพื่อนำไปใช้สร้างและซ่อมแซมรังผึ้ง
ขี้ผึ้งเป็นของผสมของสารต่าง ๆ เช่น สารไฮโดรคาร์บอน
สารโมโนเอสเทอร์ (monoesters) สารไดเอสเทอร์
(diesters) และอื่น ๆ อีกหลายอย่าง
ขี้ผึ้งธรรมชาติมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำจึงลอยน้ำได้
และมีจุดหลอมเหลวอยู่ในช่วงประมาณ 62-65 oC
โดยขึ้นอยู่กับองค์ประกอบต่าง ๆ
ของขี้ผึ้ง กลไกการติดไฟ
การติดไฟของเทียนไข
มีกลไกที่น่าสนใจไม่น้อย
เมื่อเราจุดไฟให้เทียนไขเล่มใหม่ ไส้เทียนจะลุกไหม้
ความร้อนของเปลวไฟทำให้เนื้อเทียนไขบริเวณโคนไส้เทียนเกิดการหลอมเหลว
และถูกดูดซับเข้าไปในตัวไส้เทียนโดยแรงซึมตามรูเล็ก
(capillary force)
เนื้อเทียนที่ถูกดูดเข้าไปในตัวไส้เทียน
บางส่วนจะระเหยกลายเป็นไอ
เนื่องจากความร้อนจากเปลวไฟ
และบางส่วนจะถูกเผาไหม้ไปพร้อมกับไส้เทียน
|
|
|
|
ส่วนเหตุผลที่ทำให้ไส้เทียนเผาไหม้ช้านั้น
เกิดจากเนื้อเทียนที่หลอมเหลวดึงความร้อนออกจากไส้เทียนมาใช้ในการเผาไหม้ตัวเอง
และใช้ในการเปลี่ยนสถานะของพาราฟินหรือขี้ผึ้งให้กลายเป็นก๊าซระเหยออกไป
ตัวอย่างใกล้เคียงในเรื่องการถ่ายเทความร้อนนี้คือ
กลที่นักมายากลแสดงการจุดไฟต้มน้ำในภาชนะที่ทำจากกระดาษ
กระดาษจะไม่ไหม้ไฟเนื่องจากน้ำทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนออกจากบริเวณที่กระดาษถูกไฟลน
ทำให้อุณหภูมิของกระดาษบริเวณนั้นไม่สูงเพียงพอต่อการลุกไหม้
หรือการสันดาปนั่นเอง |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|