촛불 속 과학

촛불은 옛날부터 생활의 필수품으로 사용되어 전기가 없었을 무렵에는 불빛으로 사용되었고 현재는 생일, 크리스마스, 축제의 등불 등 여러 가지 이벤트의 연출이나 정전되었을 때 등의 재해용으로 주로 사용되고 있습니다.

촛불은 옛날에는 식물과 동물, 곤충과 같은 자연의 생물에서 유래한 것들로 만들어졌습니다. 현재는 석유로부터 만들어지는 파라핀이 주류입니다.
　

▣ 촛불이 불타는 과정

심에 점화한 불꽃은 그 열로 주위의 촛농을 녹이기 시작합니다. 이 녹은 액체의 촛농은 모세관 현상에 의해 심으로 이동합니다. 심의 상부에서는 이동한 액체의 촛농이 한층 더 가열되어 고온의 기체가 되어 공기 중의 산소와 섞여 불꽃이 되어 계속 불타오릅니다.
*모세관 현상이란
가는 관을 액체 중에 세울 때 관 안의 액체면이 다른 액체면보다 높아져 버리는 현상입니다. 미세한 섬유로 만든 실, 천, 종이 등의 가장자리를 물에 붙여 봅시다. 잠시 놓으면 물이 다른 수면보다 올라가는 것을 알 수 있습니다.

▣ 화염의 색·밝기·온도

불꽃에는 밝게 보이는 부분과 어둡게 보이는 부분이 있습니다. 이 타는 양상은 세 부분으로 나뉩니다. 촛불의 중심 주변에서 아직 충분히 불타지 않고 기체가 남아있는 곳을 염심이라고 합니다. 염심은 어둡고 불꽃 중에서도 온도는 낮은 편입니다. 염심의 외측에서 촛농의 기체가 불완전하게 불타고 있는 곳을 내염이라고 합니다. 내염은 완전히 불타지 않는 탄소가 가열되어 붉어지기 때문에 가장 밝게 빛나고 있습니다. 내염의 외측에서 색이 얇아 보이기 어려운 곳을 외염이라고 합니다. 외염은 촛농의 기체가 공기 중의 산소와 연결되어 완전히 불타기 때문에 가장 온도가 높습니다.

▣ 큰 불꽃과 작은 불꽃

불꽃의 크기를 바꾸려면 연료가 되는 촛농을 점점 녹여 심의 상부에 올려 기체로 만들어야 합니다. 따라서 많은 촛농을 상단에 올리려면 심을 두껍게 하는 것이 가장 좋습니다. 다만 대량으로 촛농을 소비하기 때문에 순식간에 촛불은 끝나버립니다. 반대로 심을 가늘게 하면 불꽃은 작아집니다. 작은 불꽃은 촛농의 소비가 적기 때문에 오랜 시간 불탑니다.

출처 참조 번역
- Wikipedia
- ロウソクを科学しよう
https://www.i-kahaku.jp/publications/dayori/backnumber/39/02.html#:~:text=%E8%8A%AF%E3%81%AB%E7%82%B9%E7%81%AB%E3%81%97%E3%81%9F%E7%82%8E,%E7%82%8E%E3%81%A8%E3%81%AA%E3%82%8A%E7%87%83%E3%81%88%E7%B6%9A%E3%81%91%E3%81%BE%E3%81%99%E3%80%82