1。燃焼: 最も明白な物理学の概念は燃焼です 、光と熱を生成する化学反応。ろうそくのワックスは炭化水素(水素と炭素で作られた化合物)です。芯が照らされると、炎はワックス内の化学結合を破るのに十分なエネルギーを提供します。 これにより、熱が放出され、ワックスが蒸発し、可燃性ガスに変わります。このガスは、空気中の酸素と反応し、さらに多くの熱と光を放出します。
2。熱伝達: 炎によって生成された熱は、伝導を介してろうそくを通り抜けます (直接接触による熱の移動)、対流 (液体の動きによる熱の移動)、および放射 (電磁波による熱の伝達)。炎からの熱はワックスを溶かし、芯を引き上げることができます。
3。浮力: 炎の上の熱気は周囲の空気よりも密度が低く、浮力 熱気を上昇させる力。これが、炎の上向きの動きを作り出し、煙を上昇させるものです。
4。毛細血管作用: ろうそくの芯は、小さな毛穴のある素材で作られています。これにより、溶けたワックスは毛細血管作用によって芯を上に移動できます 。ワックス分子とヴィックの繊維の間の魅力は重力を克服し、ワックスが炎を上げて養うことを可能にします。
5。熱力学: ろうそくは、熱力学の最初の法則を示しています 、エネルギーを作成または破壊することはできず、変換するだけであると述べています。ワックスに保存されている化学エネルギーは、熱と光のエネルギーに変換されます。
6。光と光学: 炎は光を放出します。光は光学の原理を使用して研究できます 。ろうそくの表面から光が反射する方法は、反射や屈折などの概念を使用して理解できます。
7。流体ダイナミクス: ろうそくの炎は周囲の空気と相互作用し、複雑なフローパターンを作成します。これは、流体ダイナミクスの原理を使用して分析できます 。
要約すると、ろうそくは、単純な熱伝達から複雑な流体のダイナミクスまで、幅広い物理学の概念を示しています。それは、物理学の法則が私たちの日常の世界をどのように支配するかの魅力的な例です。