La forma cónica de la llama de una vela se debe a la combustión de la mezcla de gases y partículas de hollín. El calor sube y crea una corriente de aire ascendente, aspirando aire fresco hacia abajo, formando así este característico cono.
Cuando miras una llama de vela, puedes observar varias zonas distintas. Muy cerca de la mecha se encuentra una pequeña zona muy oscura llamada la zona oscura: allí, es principalmente cera vaporizada, y la combustión aún no ha comenzado realmente. Alrededor de esta parte, hay la zona azul, un poco difícil de ver, donde la combustión realmente ha comenzado, alcanzando temperaturas bastante altas. Finalmente, la parte exterior amarilla-naranja tan típica, la zona luminosa, es donde se produce la combustión incompleta de gases calientes donde las partículas de carbono brillan al calentarse: es la que ilumina tu habitación cuando enciendes una vela. Estas tres partes se apilan y juntas forman el famoso cono característico de la llama.
Cuando una vela arde, la cera se derrite, se vuelve líquida y luego asciende por capilaridad en la mecha. Allí arriba, se vaporiza bajo la acción del calor. Estos vapores, una vez mezclados con el oxígeno del aire, desencadenan la combustión, liberando calor y luz. Este calor crea un movimiento ascendente: el aire caliente se dilata, se vuelve menos denso y asciende naturalmente hacia arriba. Este flujo ascendente se llama corriente de convección. Arrastra hacia arriba los gases producidos por la combustión, formando así la punta bien definida y cónica de la llama. La base, más ancha, corresponde a la zona más fría donde el aire fresco llega desde todos lados para alimentar constantemente la combustión.
La forma cónica de una llama existe en gran parte porque el aire caliente sube, mientras que el aire frío, más pesado, desciende: esto se llama convección. El calor producido por la llama calienta el aire a su alrededor, haciéndolo menos denso. Este aire caliente, al volverse ligero, sube rápidamente hacia arriba, llevando consigo los productos de combustión. Al mismo tiempo, aire fresco, rico en oxígeno, reemplaza al aire caliente por los lados y desde abajo. Este movimiento permanente da lugar a una llama más delgada en la parte superior, más ancha en la base, en resumen, una forma cónica clásica. Sin gravedad (como en ingravidez), no hay convección, ¡y las llamas se vuelven casi esféricas!
La composición química de la vela influye mucho en la forma cónica de la llama. Una llama se compone principalmente de carbono y hidrógeno en la cera que arden gracias al oxígeno del aire. Cuando la cera se calienta y se vuelve gaseosa, asciende hacia la parte superior de la llama. Allí, encuentra más oxígeno, lo que intensifica la combustión y afila la punta de la llama hacia arriba. La cantidad exacta de carbono presente en la cera también modifica ligeramente la forma: cuanto más carbono hay, más tendencia tendrá la llama a producir partículas sólidas, llamadas hollín. Esto hace que la llama sea más amarilla y brillante, pero también puede afectar su forma general, al hacerla más alargada y puntiaguda. Por el contrario, con un combustible que contiene menos carbono, como el alcohol, la combustión produce una llama más azul, a menudo menos alta y menos puntiaguda.
Soplar para apagar una vela actúa dispersando el vapor de cera inflamable y enfriando rápidamente la mecha, deteniendo así de manera efectiva la reacción de combustión.
La ausencia de gravedad modifica radicalmente la forma de una llama de vela: en el espacio, se vuelve esférica en lugar de cónica, debido a la falta de corrientes de convección ascendentes.
El color amarillo-naranja que vemos en una llama proviene principalmente de las partículas de hollín calentadas a alta temperatura que emiten luz visible.
Una combustión perfecta, por ejemplo la de una antorcha de gas bien ajustada, produce una llama azul, prueba de una combustión completa y eficiente del combustible, sin emisión significativa de partículas de carbono.
Sí, la composición química del combustible (parafina, cera de abeja, cera vegetal...) así como la naturaleza de la mecha influyen en la temperatura de combustión, la cantidad de partículas de carbono emitidas y, por lo tanto, pueden modificar ligeramente la forma, la altura y el color de la llama.
Cada color corresponde a una temperatura diferente y a una zona específica de la combustión: la parte azul es generalmente la más caliente con una combustión completa, mientras que la amarilla-anaranjada proviene de las partículas de carbono calentadas a una temperatura inferior, lo que provoca una combustión parcial.
Sí, absolutamente. En ausencia de gravedad, la convección natural desaparece, la llama se vuelve esférica, e incluso puede volverse invisible, ya que los gases calientes ya no ascienden, sino que permanecen alrededor de la mecha, quemándose lentamente únicamente por difusión molecular.
Aquí tienes la traducción al español: Incluso cuando el aire parece inmóvil, a menudo existen corrientes de aire muy débiles causadas por diferencias mínimas de temperatura en la habitación. Estas variaciones son suficientes para perturbar ligeramente la llama, haciéndola oscilar o titilar suavemente.
La llama siempre apunta hacia arriba debido al fenómeno de convección, donde el aire caliente, menos denso, se eleva y arrastra una forma alargada verticalmente. Este movimiento ascendente le da a la llama su característica forma cónica apuntando hacia arriba.
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