蜡烛熄灭实验

包昕玥

“哪一支蠟烛先灭？”是前苏科版物理教材引言中的第一个实验（图1）。我设计了一套实验，通过观测不同实验条件下蜡烛熄灭的顺序来分析二氧化碳的分布及变化，从而揭示其规律。

一、设计实验

1.方案设计

本实验分无液封、水封和油封3种情况，每种情况分小、中、大和球形玻璃罩4组，每组做两次以上实验，每次均取长短不同的5支蜡烛同时点燃，后盖上玻璃罩，观察并在设计好的表中记录蜡烛熄灭时间。

2.探究准备

①准备长度分别为3cm，5.5cm，8cm，10.5cm和14.5cm的5支蜡烛 ；②将它们分别固定在玻璃板上；③倒入适量水或油；④点燃蜡烛；⑤罩上玻璃罩；⑥观测现象并记录蜡烛在玻璃罩内熄灭的时间（图2）。

二、实验过程

1.控制外部条件为无液封

将准备好的5支蜡烛固定在玻璃板上，点燃蜡烛，罩上小玻璃罩，观测并记录5支蜡烛熄灭的时间，初步判断二氧化碳的分布及变化。分别将上述小玻璃罩换为中玻璃罩、大玻璃罩和球形玻璃罩，重复上述实验。

2.控制外部条件为用水封

将上述蜡烛固定在玻璃槽内，倒入适量的水，罩上小玻璃罩，观察玻璃罩的底部有没有全部浸泡在水中，如果没有，再加适量的水，直至玻璃罩底部完全被封住，取下玻璃罩，点燃蜡烛，重新罩上玻璃罩。观测过程同上。

3.控制外部条件为用油封

过程同前，将水替代为油（图3）。

记录上述实验蜡烛熄灭的时间，并画成函数图像（图4）。

三、探究及结论

蜡烛的熄灭顺序不仅跟玻璃罩的大小有关，还与形状有关，且形状比大小重要，更与密封程度有关。在液封条件下，较小的玻璃罩内的蜡烛按照由高到低的顺序熄灭，较大的玻璃罩内较矮的蜡烛容易熄灭，且密封性越好效果越明显；底层蜡烛受到密封程度的影响更大。导致蜡烛熄灭的直接物质是二氧化碳，因此二氧化碳在玻璃罩内的分布是影响蜡烛熄灭顺序的直接原因。瘦高型玻璃罩内二氧化碳最先分布在玻璃罩的顶端，使较高的蜡烛先熄灭；比较宽敞的容器内，二氧化碳从顶部沿着内壁迅速冷却下沉，使得较高和较矮的蜡烛先熄灭，而中间高度的最后熄灭。