초의 심지가 하는 역할, 무중력 상태에서 촛불

■ 초의 심지가 하는 역할

 

 심지가 없는 초에 불을 가까이 하면 초가 녹기만 하고 연소 는 일어나지 않는다. 초가 고체에서 액체(촛농)로는 변하지만, 액체에서 기체로 변하기 힘들다. 심지는 연료의 이동과 공급을 돕는 역할을 한다.

 

■ 무중력 상태에서 촛불

 

 지구에서는 중력이 있어 대류 현상이 일어난다. 즉 따뜻한 공기는 위로 가고 차가운 공기는 아래로 내려오는 것이다. 촛 불의 아랫부분은 파란색이다. 촛불의 아랫부분은 대류로 공기 가 공급되는 부분이기 때문에 완전 연소가 일어나서 파란 불꽃 이 된다.

 대류에 의해 뜨거워진 공기는 팽창하면서 위쪽으로 상승하기 때문에 불꽃이 위쪽으로 길게 늘어난다. 위쪽은 산소 가 충분하지 않아서 불완전 연소를 하여 불꽃의 색깔이 붉다. 무중력 상태인 경우, 이미 타면서 데워진 공기는 중력이 없 어서 다른 곳으로 이동하지 못하고 그 자리에 머문다.

 산소가 부족해지고 이산화 탄소가 증가하게 되어 불꽃이 조금 작아지 면서 어느 정도의 크기가 되면 더 이상 줄어들지 않고 크기를 유지하면서 안정된 불꽃을 유지한다. 왜냐하면 중력이 없어도 공기 분자의 확산 운동으로 산소와 이산화 탄소 분자들이 일정 하게 공급되고 주변으로 확산하기 때문이다. 이때 확산은 방향 에 상관없이 균일하게 일어나기 때문에 심지를 제외한 방향이 구 모양이 된다.

 

✽자료 출처: 미국항공우주국 https://www.nasa.gov