蜡烛燃烧实验的改进与创新

湖北省赤壁市余家桥学校 石凯

湖北省赤壁市实验中学 孙丹凤 冯金玉

蜡烛燃烧实验是初中生接触的基础实验之一，本文通过五个方面的探究对蜡烛燃烧实验进行改进与创新，使实验操作更简便、实验现象更明显、实验过程更科学，激发了学生的学习兴趣，培养了学生的创新能力。

探究一：如何使一根燃烧的蜡烛熄灭？

当教师拿出一根燃烧的蜡烛（如图1）提问如何使其熄灭时，很多同学能想到吹灭、扇灭等办法。教师又问，如果将蜡烛放进玻璃杯里，对着杯子底部吹气（如图2），蜡烛会不会熄灭？

图1 教师准备一根燃烧的蜡烛

图2 对着杯子底部吹气，观察实验现象

这时，同学们议论了起来。教师请一位同学上台尝试，结果，蜡烛竟然被吹灭了。大家感到十分好奇：在没有对着烛火吹气的情况下，蜡烛为什么会熄灭？

这是因为，对着杯子底部吹气，气流会贴着玻璃杯外壁向前运动，而玻璃杯内部的气体没有流动，这时玻璃杯内外形成压强差。根据流体压强与流速的关系，玻璃杯内的压强大于玻璃瓶外部的压强，导致空气向外运动，促使蜡烛熄灭。

该实验不仅激发了学生的探究兴趣，还让学生们掌握了新知识。

探究二：如何使盖灭蜡烛所产生的白烟复燃？

蜡烛燃烧是石蜡受热后由固态变为液态，再蒸发成石蜡蒸气的过程。在蜡烛熄灭的一瞬间，石蜡蒸气会变成一缕白烟，如果这时将一根燃烧的火柴靠近白烟，热量会聚集并向下传递，一直抵达烛芯，使蜡烛复燃。

然而，同学们在实际操作“复燃实验”时常常失败。原因之一就是直接吹灭蜡烛会导致白烟扩散，热量难以集中。因此，我们应该改变熄灭蜡烛和点燃白烟的方式，从而减少白烟扩散。

1.选用不易燃烧的石棉网盖灭蜡烛，待蜡烛完全熄灭后，缓慢移开石棉网，此时白烟聚集在一起，点燃白烟能顺利使蜡烛复燃（如图3）。

图3 移开石棉网，白烟能够被点燃

2.因锡纸的导热效果好，且不易燃烧，我们可以将锡纸卷成一根小导管（直径大约为5 mm）。在蜡烛熄灭时，用小导管的一端对准烛芯，将白烟引向小导管的另一端，在该端点燃白烟，这样热量就能通过导管传回烛芯，使蜡烛复燃（如图4）。

图4 在小导管一端点燃白烟

通过多次验证，改进后的实验方法使蜡烛复燃的成功率要比直接吹灭蜡烛的方法高。

探究三：使蜡烛复燃的白烟到底是由什么产生的？

我们把蜡烛的石蜡部分剥除，取出棉芯，进行了如下探究实验：

1.将石蜡熔化后的液体倒入试管，在试管中间插入铜丝制成“铜芯蜡烛”，待石蜡液体凝固后用火点燃“铜芯蜡烛”（如图5）。吹灭蜡烛后产生了白烟，点燃白烟能使“铜芯蜡烛”复燃。

2.将石蜡熔化后的液体倒入试管内，制成“试管蜡烛”，待石蜡液体凝固后用火点燃“试管蜡烛”。此时，没有任何烛芯的“试管蜡烛”也能成功被点燃（如图6），且吹灭后产生的白烟也能使“试管蜡烛”复燃。

图5 点燃“铜芯蜡烛”

图6 点燃“试管蜡烛”

通过实验可以得出，蜡烛熄灭后产生的白烟为石蜡燃烧后的物质。

探究四：蜡烛燃烧过程中产生的白烟、黑烟是什么？

当我们用石棉网贴近蜡烛的焰心时，看到有白烟飘出（如图7），用白纸靠近白烟，白纸几乎没有变化。而当我们稍微抬高石棉网时，看到有黑烟飘出（如图8），再用白纸靠近黑烟，黑烟能使白纸变黑。蜡烛燃烧的过程中黑烟和白烟是如何产生的？

图7 用石棉网贴近焰心，有白烟飘出

图8 抬高石棉网，有黑烟飘出

蜡烛燃烧后放出的热量会使石蜡熔化再汽化成石蜡蒸气，且集中在焰心部位，所以当我们将石棉网靠近焰心时，看到的是白烟，此时的白烟是石蜡蒸气。用白纸靠近白烟时，白纸无变化。

而我们稍微抬高石棉网时，石蜡蒸气在空气中燃烧，当周围氧气不足时，石蜡蒸气燃烧不充分，便会产生黑烟，黑烟使得白纸变黑。此时的黑烟是没有完全燃烧的碳颗粒，所以呈现黑色。

该实验借助不易燃的石棉网和白纸让同学们清楚地观察到实验现象，从而得出蜡烛燃烧的实质就是石蜡蒸气在燃烧。

探究五：蜡烛火焰温度的高低

我们都知道，蜡烛火焰分为外焰、内焰、焰心三层（如图9）。

图9 蜡烛的三层火焰

在人教版九年级化学上册第一单元课题2中，有一个探究蜡烛火焰温度的实验：拿住火柴的一端迅速平放入火焰，1～2秒后取出，观察火柴被烧的情况，探究火焰哪层温度最低，哪层温度最高。

由于实验时间不好把握，容易导致火柴全部烧黑，且手持火柴有一定危险，无法较好地判断内焰、外焰、焰心的温度差异。因此，我们对实验进行了改进。

点燃酒精灯，用一张铁丝网贴近焰心，因铁丝网易导热，不一会儿就可以看到铁丝网上出现了一个红圈（如图10）。由此，我们可以推断出蜡烛的外焰温度要高于内焰和焰心的温度。

改进后的实验现象更直观，学生更容易理解，安全性高。

图10 将铁丝网贴近焰心，出现了一个红圈

通过以上五个实验，我们让学生在“动手”又“动脑”中认识到了蜡烛燃烧的本质，这种教学方式激发了学生的探究欲，拓宽了学生的视野，提升了学生的科学素养。