1. آزمایش اول
مطابق شکل (1) دو شمع روشن، یکی بلند و دیگری کوتاه را پس از روشن کردن در داخل یک ظرف شیشه‌ای دربسته قرار می‌دهیم. می‌دانیم که اکسیژن داخل ظرف مصرف شده و کربن‌دی‌اکسید تولید می‌شود تا اینکه هر دو شمع خاموش شوند. اما کدام یک زودتر خاموش خواهد شد؟
شکل 1: دو شمع روشن زیر ظرف شیشه‌ای
2. آزمایش دوم
شمع کوچک روشنی را در داخل یک ظرف شیشه‌ای، مطابق شکل، قرار می‌دهیم. اگر ظرف را با سرعت به سمت راست ببریم، برای شعله شمع چه اتفاقی می‌افتد؟ آیا به همان صورت عمودی می‌ماند؟ یا به سمت راست یا چپ متمایل می‌شود؟ یا اینکه ابتدا به سمت راست و سپس به سمت چپ منحرف می‌شود؟ و یا ابتدا به سمت چپ و سپس به سمت راست؟
شکل 2: شمع روشن در داخل ظرف شیشه‌ای ساکن
3. آزمایش سوم
مطابق شکل (3)، شمع کوچک روشنی را در داخل یک ظرف شیشه‌ای قرار داده و ظرف را ساکن نگه داشته‌ایم. اگر ظرف را رها کنیم و کمی پایین‌تر دوباره آن را بگیریم، چه اتفاقی برای شعله شمع می‌افتد؟ آیا خاموش می‌شود؟
شکل 3: ظرف شمع قبل از رها کردن
4. نتیجه آزمایش‌ها
آزمایش اول: شمع بلندتر زودتر خاموش می‌شود. کربن‌دی‌اکسید تولیدشده گرم است و چگالی کمتری نسبت به هوای اطراف دارد. بنابراین در بالای ظرف جمع شده و باعث می‌شود شمع بلندتر زودتر خاموش شود. به همین دلیل در آتش‌سوزی‌ها توصیه می‌شود که موقع خروج از خانه‌ها و اماکنِ دچار حریق و دود، به‌صورت درازکش خارج شوید.
شکل 4: وضعیت شعله هنگامی که دست ساکن است
آزمایش دوم: چگالی شعله از چگالی هوای احاطه‌کننده آن کمتر است. بنابراین شعله موقع حرکت ظرف در همان جهت شتاب ظرف منحرف خواهد شد. (شکل های 4 و 5)
شکل 5: انحراف شعله هنگام حرکت ظرف و در جهت شتاب
آزمایش سوم: در حالت عادی گازهای تولیدشده و هوای اطراف شعله به‌هنگام سوختن شعله به‌خاطر چگالی کم بالا می‌روند و جای خود را به هوای سرد و دارای اکسیژن می‌دهند و سوختن شعله ادامه پیدا می‌کند. اما هنگامی که ظرف رها می‌شود، ناگهان شمع خود را در محیطی بدون وزن احساس می‌کند که هوای گرم چندان بالا نمی‌رود. در نتیجه همرفتی متوقف شده و خیلی زود شعله شمع پس از مصرف اکسیژن مجاور خود خاموش می‌شود. (شکل 6)
شکل 6. رها کردن شمع روشن
منابع
1. James S. Walker, Publisher. Pearson, Year: 2016, page 566
2. Phys. Edue. 54 (2019)047002