Quando si brucia una candela, si finisce con meno cera dopo aver bruciato di quanto si fosse iniziato. Questo perché la cera si ossida o brucia nella fiamma per produrre acqua e anidride carbonica, che si dissipano nell'aria attorno alla candela in una reazione che produce anche luce e calore.
La cera di candela, chiamata anche paraffina, è composta da catene di atomi di carbonio collegati circondati da atomi di idrogeno. Queste molecole di idrocarburi possono bruciare completamente. Quando accendi una candela, la cera vicino allo stoppino si scioglie in un liquido.
Il calore della fiamma vaporizza le molecole di cera e reagiscono con l'ossigeno nell'aria. Man mano che viene consumata la cera, l'azione capillare attira più cera liquida lungo lo stoppino. Finché la cera non si scioglie dalla fiamma, la fiamma la consumerà completamente e non lascerà residui di cenere o cera.
Sia la luce che il calore sono irradiati in tutte le direzioni da una fiamma di candela. Circa un quarto dell'energia della combustione viene emessa sotto forma di calore. Il calore mantiene la reazione, vaporizzando la cera in modo che possa bruciare, sciogliendola per mantenere l'apporto di carburante. La reazione termina quando non c'è più carburante (cera) o quando non c'è abbastanza calore per fondere la cera.
L'equazione esatta per la combustione della cera dipende dal tipo specifico di cera utilizzata, ma tutte le equazioni seguono la stessa forma generale. Il calore avvia la reazione tra un idrocarburo e l'ossigeno per produrre anidride carbonica, acqua ed energia (calore e luce). Per una candela di paraffina, l'equazione chimica bilanciata è:
C25H52 + 38 O2 → 25 CO2 + 26 H2O
È interessante notare che anche se l'acqua viene rilasciata, l'aria spesso si sente secca quando una candela o un fuoco brucia. Questo perché l'aumento di temperatura consente all'aria di trattenere più vapore acqueo.
Quando una candela brucia costantemente con una fiamma a forma di lacrima, la combustione è estremamente efficiente. Tutto ciò che viene rilasciato nell'aria è l'anidride carbonica e l'acqua. Quando accendi una candela per la prima volta o se la candela sta bruciando in condizioni instabili, potresti vedere lo sfarfallio della fiamma. Una fiamma tremolante può far fluttuare il calore necessario alla combustione.
Se vedi un filo di fumo, questo è fuliggine (carbonio) da combustione incompleta. La cera vaporizzata esiste intorno alla fiamma ma non si sposta molto lontano o dura molto a lungo quando la candela si spegne.
Un progetto interessante da provare è quello di spegnere una candela e riaccenderla a distanza con un'altra fiamma. Se tieni una candela accesa, un fiammifero o un accendino vicino a una candela appena spenta, puoi guardare la fiamma che avanza lungo la scia di vapore di cera per riaccendere la candela.