Bewegung im Kerzenwachs

Wissenschaft Physik
#1

Hallo !

Vielleicht ist euch schon mal folgendes Phänomen aufgefallen :
In einer schon länger brennenden dickeren Kerze hat sich ein Wachssee gebildet.
Die Kerze ist nur außen gefärbt, kleine Farbstoffpartikel wahlweise auch irgendwas anderes schwimmt darin herum.
Diese Partikel beschreiben eine räumliche Bewegung, sie nähern sich langsam auf dem Seegrund dem Docht, steigen an dessen Seite auf, um dann mit hoher Geschwindigkeit radial nach außen geschleudert zu werden. Dort sinken sie ab und kriechen wieder auf den Docht zu.

Woher kommt die starke Beschleunigung in der Nähe der Flamme ?Unterschied der Viskosität ?
Gasentwicklung ?

Wer füllt meine Wissenslücke ?

Jochen

#2

Nö,

aber das jeweils umzuwälzende Volumen ist dochtnah viel geringer als dochtfern.
Je größer das Volumen,destso geringer die Geschwindigleit (bei gleichen Volumenstrom)
(da ja insgesamt die in einem Winkelsegment zirkulierende Wachsmenge konstant bleibt).

Gruss A.

#3

Hallo !

Woher kommt überhaupt die Bewegung vom Docht weg ?
Dass das flüssige Wachs zum Docht hinströmt, ist klar, weil es da verbraucht wird, aber welche Kraft beschleunigt es radial nach außen ?

Jochen

#4

Hi,
das Wachs wird nur am Docht erhitzt. Heißes Wachs ist etwas leichter als kälteres. Heißes Wachs steigt deshalb dochtnah auf, es stömt unten immer neues kaltes Wachs nach.
Das heiße Wachs verbreitet sich natürlich an der Oberfläche nach aussen, und kühlt aussen wieder ab, sinkt damit wieder nach unten.

So was nennt man Konvektionsströhmung und gibt es z.B. auch in jedem per Heizkörper beheizten Zimmer (sieht man gut an über dem Heizkörper geblasenem Rauch).

Gruss A.

#5

Hallo !

So verbrennt eine Kerze :

Der Körper der Kerze, der Brennstoff, besteht aus Paraffin, Wachs oder Stearin.
Ihn durchzieht als Docht ein mit Wachs getränkter Baumwollfaden.
Alle diese Materialien bestehen aus langen Kohlenwasserstoffketten. Bei Raumtemperatur sind sie fest; erst beim Anzünden des Dochtes schmelzen sie. Die Flamme zerlegt die langen Molekühlketten in kleinere, die gasförmig und wesentlich agiler sind als der Ausgangsstoff. Ihre Wasserstoffatome reagieren mit dem Luftsauerstoff der Umgebung - es entsteht Wasser in der Flamme. Dabei wird sehr viel Energie frei - die Flammentemperatur steigt auf fast 1000 Grad. Die Kohlenstoffatome des Brennstoffs bilden nun Rußpartikel, die gelb aufglühen. Sie verbrennen schließlich mit Luftsauerstoff zu Kohlendioxid. Die Kapillarwirkung des Dochtes liefert beständig flüssigen Brennstoff nach.

Temperaturen einer Kerzenflamme :

Unten am Docht : 300° C.
Kurz über dem Docht : 650° C
Mitte der Flamme : 900° C
¾ Höhe der Flamme : 800° C
Spitze der Flamme : 600° C

mfgConrad