Ett ljus brinner - Laboration

Inledning

Teori
Ett stearinljus är en källa till ljus, värme och består av ett fast block av bränsle(stearin).
Före tillkomsten av elektricitet användes ljus och oljelampor för belysning. Det var inte förrän 20-talet som ljus blev mer vanligt i norra Europa och Medelhavsområden där oljelampor dominerade.
Idag används ljus främst för deras estetiska värde och doft, i synnerhet för att ställa en mjuk, varm och romantisk atmosfär, eller för nödbelysning vid eldrift strömavbrott.

Syfte
Laborationen går ut på att betrakta ett brinnande ljus under tio minuter. Syftet med det är at studera förändringar som sker under bränntid. All förändring som sker antecknas för att ta oss ytterligare ett steg i vår undersökning.

Hypotes
Ljusets längd kommer att minska med 1 cm under den bestämda bränntiden på tio minuter.

Materiel
1 stearinljus med vek.
1 ljushållare
1 tändsticka

Utförande
1 Stearinljus antändes med en tändsticka och studerades under tio minuter.

Resultat
Det brinnande ljuset resulterade en förändring med dess längd. Ljuset blev 0.7 cm kortare under en bränntid på tio minuter. Alltså en nedstigning med 0.07 cm per minut

Beräkningar
Ljusets ursprungliga längd är 17 cm. Efter tio minuter var den 16.3 cm lång

17cm-16.3cm= 0.7 cm förkortning på tio minuter.
0.7cm/10= 0.07cm förkortning på en minut.

Nedstigning av ljuset längd

Minut
Längd
Cm
0 17
1 16.93
2 16.86
3 16.79
4 16.72
5 16.65
6 16.56
7 16.51
8 16.44
9 16.37
10 16.3

Slutsats/diskussion

Laborationen gick ut på att studera ett brinnande ljus under tio minuter. Syftet med det var att betrakta de förändringar som skedde.
Min hypotes var riktad på förändringen som skedde på stearinljusets längd. Enligt den skulle ljuset bli 1 cm kortare. Resultatet låg på gränsen till 1 cm, nämligen en förkortning med 0.7 cm. Min hypotes är därmed falsk och förkastas

Men varför blir ett ljus kortare i längd vid förbränning egentligen? För att få svar på det måste man först och främst förstå de bakomliggande orsakerna till att ett stearinljus kan brinna.

När ett stearinljus tillförs med värme vid antändning bildas brännbara gaser av det fasta bränslet som värms upp. I stearinljuset är det alltså de nybildade brännbara gaser kring veken som brinner och inte själva stearinet. Förbränningen av bränslet sker under totalkontroll. Stearinljuset reglerar sig för att lugnt brinna utan att sota. Tillverkaren har prövat så att stearinet strömmar i lagom takt för att bilda gaser som därefter möter syret i luften. Men varför blir den kortare i längd under pågående förbränning då?
Stearinljuset görs av de mättade fettsyrorna stearinsyra (C17H35COOH) och palmitinsyra (C15H31COOH).

Förenklad strukturformel av stearin

När ljuset tillförs med värme vid antändning sker en process av förbrytning av kolvätekedjorna som utgör stearinsyran. Sakta men säkert bryts kolvätekedjorna i det fasta materialet och resulterar till att stearinljuset blir kortare i längd.

Felkällor
Under tio minuter lyckades förbränningen i stearinljuset bryta kolvätekedjor till att minska ljusets längd med 0.7cm. Resultatet är dock förmodligen inte helt korrekt. Ljuset kan mycket väl ha påverkats av många felkällor under laborationen.
Ett exempel på en felkälla kan vara den ständiga utandningen av koldioxid från personerna i ljusets omgivning. Koldioxiden vi andades ut kan ha bidragit till en försämring vid mötet mellan de brännbara gaserna runt veken med luftens syre. När de brännbara gaserna runt veken möter en viss mängd koldioxid istället för samma mängd syre bildas till en del ofullständig förbränning. Den ofullständiga förbränningen som då kommer att driva förbrytningsprocessen av kolvätekedjorna är inte lika effektiv. Ljuset kan alltså ha minskat mer i längd utan närvaro av personer i klassrummet.

En annan felkälla kan ha inträtt när en person råkade öppna dörren hastigt under laborationen. De brännbara gaser som bildas när det fasta materialet brinner möter då en alltfö...