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Come funziona una candela?

La combustione e la produzione di luce di una candela è una complessa interazione di principi fisici e chimici che affascina tuttora gli scienziati.

Nel Natale del 1848, il grande scienziato inglese Michael Faraday tenne ben sei memorabili lezioni sulle candele, che rimangono un capolavoro di divulgazione. Sei conferenze sulle candele vi sembrano troppe? Be', Faraday la prese alla larga, dilungandosi anche su materiali e processi di lavorazione. Ma la parte più importante fu quella sulla combustione e la produzione di luce, una complessa interazione di principi fisici e chimici che affascina tuttora gli scienziati. Di per sé, la combustione è semplice. Quando accendiamo lo stoppino, il calore scioglie la cera sotto di esso, che sale verso l'alto sfidando la gravità per un fenomeno chiamato capillarità.

A contatto con la fiamma, la cera diventa gas, le sue molecole si separano e reagiscono con l'ossigeno dell'aria, generando calore e luce, nonché anidride carbonica e acqua. Il processo continua finché la cera non è esaurita. La forma della sua fiamma, che ricorda quella di una lacrima, è prodotta dalla corrente d'aria riscaldata che sale verso l'alto e che è continuamente sostituita dall'aria più fredda proveniente dal basso.

La cera si scioglie. Un altro a spetto fondamentale per il buon funzionamento della candela è la "tazza" che si forma sulla sua sommità quando la cera si scioglie, e al cui interno brucia la fiamma. Anch'essa è dovuta alla corrente d'aria che scorre verso l'alto lungo i bordi della candela, raffreddandone i lati. Questo fa sì che la parte centrale della struttura in cera si sciolga sempre prima di quella esterna, e garantisce che la candela si consumi lentamente e ordinatamente.

i Colori della fiamma. Processi fisici diversi danno luogo ai vari colori della fiamma. C'è una parte blu, quella di ossigeno, dove le molecole di idrocarburi si spezzano in singoli atomi. L'idrogeno, che si separa per primo, reagisce con l'ossigeno e produce acqua (in forma di vapore, a causa delle temperature). C'è una zona arancione, con poco ossigeno, dove il carbonio inizia a bruciare e si combina con il vapore acqueo prodotto dalla zona blu. La zona gialla, la più grande, è dove la concentrazione di carbonio è più alta, e la sua combustione si completa producendo luce lungo tutto lo spettro che noi tendiamo a vedere soprattutto gialla.

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Tratto da La scienza della candela, di Nicola Nosengo, pubblicato su Focus 351 (gennaio 2022).

25 dicembre 2021
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