Stearinlys og temperatur – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

Niels Bohr Institutet > Spørg om fysik > ? om Fysik > Stearinlys og temperatur

21. maj 2010

Stearinlys og temperatur

Hej Spørg om fysik
Hvilken temperatur har flammen, og den smeltede stearin på et brændende stearinlys. M.a.o.: Hvilke temperaturer skal en lysestage kunne modstå ?

Og hvilke temperaturer kan akryl modstå ? Ved hvilken temperatur deformeres akrylen ? Ved hvilken brænder det ?

På forhånd tak!

Med venlig hilsen
P W

 

Omkring stearinlys er der en del information i et tidligere svar se, stearinlys er nemlig en flertydig størrelse: 

Selve flammen har mange temperaturer, afhængig af stedet i flammen. Det afhænger også stærkt af det materiale lyset er fremstillet af.

Et moderne lys af stearin brænder normalt med en hastighed omkring 0,1 g pr. min, og har en varmeafgivelse omkring 40 til 80 W. Flammen giver altså anledning til en del strålevarme imod genstande i nærheden af flammen. Hvis lyset brænder normalt, vil lysudsendelsen være omkring 10 - 15 lumen. Det giver ca. 0,15 lumen per watt eller omkring 1/100 af elektriske glødelampers udbytte (de gammeldages glødelamper, som nu er afskaffet af energiøkonomiske grunde).

En gammel 40 W glødelampe vil normalt give omkring 500 lumen

Farvetemperaturen er 1000 K dvs. det har samme farve som et glødende uigennemsigtigt sort legeme som er opvarmet til ca. 727 ºC. Den højeste temperatur findes næsten inde i flammen, hvor der er en lys blå del, der ligger temperaturen omkring 1400 ºC. Flammens farve varierer derefter over gul, orange til rødt. I den røde del er temperaturen omkring 800 ºC. Stikker men noget ind i flammen, sker der en lokal afkøling, så man får ikke opvarmet genstande, til de her angivne temperaturer.

Afkølingen fremgår ved at uforbrændt stof sætter sig på objektet, der er sod på genstanden (uforbrændt kulstof). Den gule farve som er fremtrædende for en stor del af flammen, kommer fra endnu ikke forbrændte kulstofpartikler, som er opvarmet til omkring 1000 ºC og udsender den farve lys, (se http://www.nbi.ku.dk/spoerg_om_fysik/fysik/varmestraaling/) der passer med den temperatur. For de fleste lys vil en del uforbrændt kulstof slippe ud af flammen og give anledning til mørke skjolder på skærme, lofter mm. En væge trimmet til ca. 6 mm vil for et almindeligt lys giver mindst sod afgivelsen. Væger er ofte lavet af bomuld og bør bøje ud til siden og brænde af automatisk. Det er væsentligt at vægens diameter passer til lysets diameter, ellers oser det eller lyset brændes ikke ordentligt.

I USA skyldes 6-10 % af brande og tilskadekommende ved brande uhensigtsmæssig omgang med stearinlys. Desuden har stearinlys en del forbrændinger og skoldninger (man får flydende stearin over sig) på samvittigheden. Stearinlys indgår i ritualer i en mængde religioner. De bruges i dag også ofte ved mindesteder for ulykker, på gravsteder, ved demonstrationer og andre tilsvarende begivenheder.

Som det fremgår af henvisningen skal lysestagen i længere tider kunne holde til mindst 70 ºC nok noget mere. Da den opvarmes ved stråling fra flammen skal den yderligere kunne tåle denne stråling når lyset er ved at brænde ned. Akrylplast eller plexiglas er methylmethacrylat. Den maksimale vedblivende temperatur det kan tåle opgives til 60 - 93 ºC. Det opgives at have en vis modstandsevne overfor flydende organiske stoffer som stearin etc. Men ved den høje temperatur er den nok begrænset, og i længden vil de nok beskadige plastikken. Når acryl brænder, brænder det langsomt. Det selvantændes ved 253 ºC. En 2 mm plade brænder med en fart på ca. 4,5 cm/min. Der udsendes en del røg. Hvis man ønsker acrylplast som materiale for lysestager, kunne man anbringe foringer, hvor lysene skal stå enten af metal eller af teflon.

Hvis man er interesseret i at arbejde med dette stof til f.eks. lysestager, er det nok en god ide at kontakte en fabrikant/grossist, og høre hans vurdering.

Med venlig hilsen
Malte Olsen