1. Combustión: El concepto de física más obvio es combustión , la reacción química que produce luz y calor. La cera de la vela es un hidrocarburo (un compuesto hecho de hidrógeno y carbono). Cuando se enciende la mecha, la llama proporciona suficiente energía para romper los enlaces químicos en la cera. Esto libera calor, y la cera se vaporiza, convirtiéndose en un gas inflamable. Este gas luego reacciona con oxígeno en el aire, liberando aún más calor y luz.
2. Transferencia de calor: El calor producido por la llama viaja a través de la vela a través de conducción (Transferencia de calor a través del contacto directo), convección (Transferencia de calor a través del movimiento de fluidos) y radiación (Transferencia de calor a través de ondas electromagnéticas). El calor de la llama derrite la cera, lo que permite que se coloque la mecha.
3. Flotabilidad: El aire caliente sobre la llama es menos denso que el aire circundante, creando una flotabilidad Fuerza que hace que el aire caliente aumente. Esto es lo que crea el movimiento ascendente de la llama y hace que el humo aumente.
4. Acción capilar: La mecha de una vela está hecha de un material con pequeños poros. Esto permite que la cera derretida recorriera la mecha por acción capilar . La atracción entre las moléculas de cera y las fibras de la mecha supera la gravedad, lo que permite que la cera se levante y alimente la llama.
5. Termodinámica: La vela ilustra la Primera ley de la termodinámica , que establece que la energía no puede ser creada o destruida, solo transformada. La energía química almacenada en la cera se transforma en energía de calor y luz.
6. Luz y óptica: La llama emite luz, que se puede estudiar utilizando principios de óptica . La forma en que la luz se refleja en la superficie de la vela se puede entender utilizando conceptos como la reflexión y la refracción.
7. Dinámica de fluidos: La llama de la vela interactúa con el aire circundante, creando patrones de flujo complejos. Esto se puede analizar utilizando los principios de la dinámica de fluido .
En resumen, una vela demuestra una amplia gama de conceptos de física, desde una simple transferencia de calor hasta una dinámica compleja de fluidos. Es un ejemplo fascinante de cómo las leyes de la física gobiernan nuestro mundo cotidiano.
