Факт, о котором мы здесь будем говорить, уже, верно, знаком большинству читателей, а именно, что пламя свечи содержит горючий газ. Также на основании того определения пламени, к которому мы пришли в предыдущем разделе, совершенно ясно, что только газообразные вещества могут горсть, образуя пламя, а жидкие и твердые не в состоянии. Когда мы раскаливали железный порошок (ч. 2, гл. 1, разд. 2), он тоже сгорал, при этом железо, выделяя свет, соединялось с кислородом воздуха.
Это световое явление было следствием раскаленного состояния твердого порошка железа, и мы не принимали во внимание при этом раскаленных газов, так что собственно о пламени здесь не могло быть речи.
Сравним теперь этот способ горения с тлением древесного угля. Конечно, есть большая разница в том, что в одном случае продукт горения железа твердый, а в другом — газообразный (углекислота). Углекислота улетучивается, и остаются лишь несгораемые части угля в виде золы. Утверждение, что только газообразные вещества могут гореть с пламенем, является тоже парадоксальным, если смотреть на это с точки зрения повседневной жизни. Мы видим же, что дрова, каменный уголь, бурый уголь, торф, материал свечи, сера, керосин, спирт, бензин, т. е. твердые или жидкие вещества, горят все время с пламенем.
Объяснение этой загадки заключается в том, что все названные вещества, по крайней мере отчасти, сначала переходят в газообразную форму, а потом образовавшиеся газы или пары сгорают.
Два следующие опыта могут подтвердить сказанное относительно свечи. В пламени свечи будем держать стеклянную трубку, которая немного согнута, как это показано на рис. 56; эту трубку помещаем так, чтобы один конец находился как раз над фитилем. Очень скоро мы заметим, как густые пары текут по стеклянной трубке, отчасти осаживаясь на ее стенках в виде твердого вещества, частью выходя из трубки наружу, где мы имеем возможность их зажечь. Еще нагляднее станет нам производство газа в свече, если мы образующийся газ соберем в газометре, как это показано на рис. 22.
Для этой цели мы введем отверстие трубки С в середину пламени, совсем близко к фитилю, после того как бутылка В, благодаря поднятию бутылки А, совсем наполнится водой. Если мы затем начнем медленно опускать бутылку А, то бутылка В начнет всасывать газы свечи. Во время этого всасывания пламя свечи уменьшиться, благодаря непрерывной потере горячего вещества.
Рис. 56
Следует остерегаться того, чтобы отверстие С во время процесса всасывания часто или продолжительное время находилось вне пламени, так как в это время к светильному газу могут примешиваться такие большие массы воздуха, что эта смесь может стать взрывчатой. Если мы наверно знаем, что накопленный газ достаточно свободен от воздуха, его можно вывести из трубы С поднятием бутылки А и зажечь. Тогда получится настоящее газовое пламя.
Итак, следовательно, свеча представляет действительно маленькую газовую фабрику, и если кто-нибудь из наших читателей захочет устроить себе развлечение, то он может на некоторое время осветить комнату газом свечи. Конечно, он при этом теряет ту энергию света, которая при приготовлении газа была утрачена пламенем.
Да и светосила этого газа незначительна, потому что примешанные к нему пары отчасти опять выделяются в твердом состоянии, еще до начала горения; по-видимому, все против подобного рода освещения, и лишь за него говорить доставленная радость от оригинального способа освещения.
Будет небесполезно, если мы теперь в заключение еще раз разъясним происхождение пламени свечи. Происходящие при этом процессы следующие:
1) благодаря приближению зажженного пламени (спичек) стеарин или парафин фитиля начинает таять;
2) расплавившееся вещество свечи переходит далее благодаря повышению температуры в газообразные и парообразные вещества (главным образом соединения углерода и водорода);
3) затем появляется у фитиля пламя, это происходит так, как было описано в предыдущем разделе;
4) возникшее в этом пламени тепло служит для таяния следующего ниже лежащего материала свечи; вокруг фитиля образуется впадина, наполненная уже расплавившимся веществом;
5) фитиль всасывает жидкий горючий материал в свои капиллярные отверстия и этим восполняет сожженное вещество.
В заключение объясним еще вкратце сильное сияние пламени свечи в противоположность несветящемуся пламени водорода.
Это происходит оттого, что часть углеводородов вследствие высокой температуры разлагаются с выделением углерода, который успевает накалиться добела еще прежде, чем он найдет достаточное количество кислорода для своего полного сгорания.
Если кто-нибудь захочет убедиться в наличности углерода, то только следует взять и подержать в пламени какой-нибудь холодный предмет (фарфор, стекло). Сейчас же сильно охлажденный углерод начнет выделяться в виде сажи. Сила света пламени при этом значительно уменьшается.
Если даже слегка дуть на пламя свечи, то уже это вызывает охлаждение, достаточное для образования сажи.