法拉第的蠟燭

法拉第的蠟燭

分類：教學資源

2010/10/07 19:39

法拉第的蠟燭

分類：提升教學

2010/07/29 12:28

法拉第是英國著名的科學家，被尊為電磁學之父。除此之外，他被後人津津樂道的是他在Christmas Lecture系列中所作的演示教學。

電磁學一向被大學理工科系視為艱澀難懂的科目，這樣「知識深奧」的科學家，在人人都想狂歡的聖誕節進行演講，有人想聽嗎?

這裏必需釐清二個問題。首先，聖誕節並 不能阻止少數人的強烈求知欲。此外，法拉第是一位真正的科學家，對電磁以外的東西也保持高度的興趣，並進行深入的研究，他的演講題目是大家平常都用得到的 「蠟燭」，而且得知聽眾有些不是科學家，因此演講中搭配演示教學，就顯得平易近人。

當然我在此不是重複法拉第做過的實驗，而是延續法拉第的精神，將蠟燭實驗進行延伸。由於實驗室有許多容器，我們不妨來看看蠟燭在不同尺寸與造形容器中的反應為何。

Q1、長短蠟燭在燒杯中，誰先熄滅?

Q2、長短蠟燭在漏斗中，誰先熄滅?

Q3、長短蠟燭在過濾瓶中誰先熄滅?

上面三種條件的實驗中，長短蠟燭的戰績各為一勝一和一負，恰巧平手!

在回答問題之前，必需對蠟燭有一定的了解。蠟燭為石蠟族(碳氫化合物) C_nH_2n+2 的混合物，n≧18 以上即為石蠟，通常以 C₂₅H₅₂ 代表。 因此蠟燭燃燒的反應式為: C₂₅H₅₂ + 38 O₂ → 25 C O₂ + 26 H₂O + 熱量 假設蠟燭每秒耗掉的y克，即每秒耗掉y/352莫耳，

同時耗掉 38 × y/352 × 32，即3.45y 克的O₂

以及生成 25 × y/352 × 44，即3.13y克的CO₂

因此這個現象的關鍵在於: 生成的CO₂能否排出?

以大燒杯為例，由於生成的CO₂(熱的)不斷往上飄，將從上方的空間慢慢往下佔據，因此長蠟燭先熄。以漏斗為例，由於長蠟燭的火苗恰好在瓶頸的下方，生成的CO₂氣體能立即被排到容器外;然而短蠟燭的火苗與瓶頸尚有一段距離，生成的CO₂氣體排出較不易，因此逐漸熄滅。對於過濾瓶而言，它們的瓶口尺寸太小，即使過濾瓶有個孔洞，在蓋住蠟燭的過程中會讓火焰附近的CO₂濃度增加，因此很容易讓蠟燭熄滅。

關於蠟燭燃燒，還有更多的實驗等著我們進行，更多現象等著我們解釋。當年法拉第實驗的蠟燭早已熄滅，但是法拉第對科學研究的熱忱火苗，卻從兩百年前的蘇格蘭高地點亮全世界，彷彿是另一種奧運聖火。

願你的心中也燃起一把法拉第的火苗。

蠟燭在試管中燃燒情形又是如何呢？

蠟燭在燒瓶中燃燒情形又是如何呢？

http://tw.myblog.yahoo.com/jw!CP4WGg2WEQGpIVwcqXzWSeQYK46rxQ--/article?mid=145&prev=154&next=139&sc=1

哪支蠟燭先熄？


http://www.phy.ntnu.edu.tw/demolab/phpBB/viewtopic.php?topic=3288