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- Bei einer Kerze ist Wachs der Brennstoff. Wachs besteht aus einfach
gebauten Kohlenwasserstoffketten : ca 18 - 20 Kohlenstoffatome (C20H42),
die an den Seiten noch Wasserstoffatome tragen; Kohlenstoff und Wasserstoff
sind die Hauptbestandteile von fast allen brennbaren Substanzen auch von
Bienenwachs, Pflanzen- und Tierölen.
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- Bei Zimmertemperatur ist Wachs fest; zündet man den Docht an, beginnt
das Wachs, zu schmelzen. "Schmelzen" bedeutet, dass die Hitze
die Wachsmoleküle in Bewegung versetzt. Die Wachsketten lösen sich
voneinander - das Wachs wird "flüssig" - und vom Docht durch Kapillarwirkung
hochgesogen; die starke Hitze bringt die Wachsmoleküle dazu, sich noch
heftiger zu bewegen, sie lösen sich vom Docht und zerbrechen
schliesslich in kurzen Stücken als Gase. Diese Spaltung durch
Hitzeenergie nennt man "Pyrolyse"; die kurzen Bruchstücke sind
viel reaktionsfreudiger als die langen, trägen Wachsketten.
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- Jetzt kommt der Luftsauerstoff zum Zuge und reagiert mit dem Wasserstoff
in den Bruchstücken. Das ist die eigentliche Verbrennung: aus Sauerstoff
und Wasserstoff entsteht unsichtbarer Wasserdampf. Dabei wird viel
Energie in Form von Licht und Wärme frei. Diese Energie zerlegt immer
mehr Brennstoff wird kleine Bruchstücke, die dann wiederum mit
Sauerstoff reagieren. Eine Kettenreaktion ist in Gang gekommen. Das
Feuer brennt von alleine weiter. Ein Teil der Energie wird dabei in Form
von blauem Licht abgestrahlt, wie es an der Basis der Kerzenflamme
sichtbar ist.
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- Zurück bleiben die Kohlenstoffatome, die kleine, kugelförmige
Russpartikel bilden; diese Russpartikel sind über 1000 Grad Celsius
heiss und glühen deshalb in dem typischen warmen, gelben Licht, das eine
Kerze so gemütlich macht.
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- Während sich die glühenden Russpartikel nach oben bewegen, reagieren
auch sie mit dem Luftsauerstoff und werden zu dem Gas Kohlendioxid. Auch
dabei wird Energie frei, die zum Teil in Form von Hitze abgestrahlt wird
und zum Teil den Zerlegungsprozess an der Basis der Flamme
aufrechterhält - bis das gesamte Wachs verbrannt ist.
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- 2 (C20H42)/n + 31/n O2 è 20/n (C + CO) + 42/n H2O
- 2 (C20H42)/n + 61/n O2 è 40/n CO2 + 42/n H2O
- Die Reaktionen sind exotherm, es wird heiss
- Die Produkte sind polarer als die Edukte
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- 2 (C20H42)/n + 31/n O2 è 20/n (C + CO) + 42/n H2O
- 2 (C20H42)/n + 61/n O2 è 40/n CO2 + 42/n H2O
- Die RG ist gegeben durch:
- Paraffinzufuhr (Oberfläche, Temperatur) und die Sauerstoffzufuhr
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- Die RG ist gegeben durch:
- Die Härte des Wachses
- Die Oberfläche des Dochts
- Die Farbe der Kerze!!!
- (Blau brennt schneller als Weiss oder Rot)
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- Die Flammenform ist nur im gelben Teil gut sichtbar.
- Die ist bestimmt durch:
- die Gasausdehnung in der Flamme,
- den thermischen Auftrieb,
- die Sauerstoffzufuhr.
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