哪支蜡烛先熄灭？

名师简介

张军，江苏省南京市玄武高级中学（梅园校区）STEM项目主管，江苏省首席科技传播专家，高级青少年科技辅导员；曾经多次担任省级以上赛事评委，撰写的科普作品多次获省级以上奖项。

安全小贴士：

1.本实验要在安全无易燃物的地方操作，注意防火。

2.使用玻璃器皿之前要先预热，防止炸裂。

进入八年级，我们将学习一门新的学科——物理。在这门课的学习过程中，我们不仅能学到一些科学知识，掌握一些科学技能和科学方法，更重要的是还能锻炼科学思维。而观察和实验是科学研究最基本的方法，也是最重要的方法。下面，我们一起动手做一做“哪支蜡烛先熄灭”的小实验，看看你能得出什么结论。

将长短不一的蜡烛点燃，用玻璃罩罩住。哪支蜡烛先熄灭呢？先熄灭的原因又是什么呢？

在我们身边有许多燃烧现象，比如，点燃的煤气、篝火等。物体的燃烧是需要氧气的（注意，并不是所有的“燃烧”都需要氧气，将来我们会学习到），我们生活的空气中就含有氧气。当玻璃罩内氧气浓度过低或者耗尽，火焰就会熄灭。燃烧会产生二氧化碳，而二氧化碳不支持燃烧，可用于灭火。通常情况下，二氧化碳的密度大于空气，会沉到空气的下方。基于这些经验，有人就会猜测，短的蜡烛会先熄灭。事实真是如此吗？我们来验证一下。

先选取两根长度不同的蜡烛，点燃后用玻璃罩罩住。一段时间后，我们会惊奇地发现，结果和我们的猜测刚好相反，長的蜡烛先熄灭（如图1）！这说明，燃烧产生的二氧化碳聚集在了玻璃罩内的上方。是什么原因导致二氧化碳聚集在上方呢？

我们用可视测温热像仪给玻璃罩拍个照，就会发现，玻璃罩最高处的温度超过了78℃，而底部位置只有24℃（图2）。原来，温度的差异会导致气体分布发生变化，燃烧产生的二氧化碳由于温度较高会升到空气上方。同学们知道为什么高温气体会上升吗？不妨自己去查一查吧！

那么，多放几支蜡烛，比如放四支，从长到短依次编号为 1、2、3、4，蜡烛会从 1 到 4 依次熄灭吗？

如图3所示，这一次的实验中，熄灭的顺序是3、2、1、4。多做几次实验后，我们会观察到一些新的变化，如图4所示，这次熄灭的顺序是2、1、3、4。看来，当蜡烛变多时，玻璃罩内不同位置的温度差导致了更复杂的气体分布差异。

貌似简单的问题，隐藏的科学原理可不少啊。学习物理，我们不能想当然，也不能盲从他人的判断，用实验去探究、去检验才是科学可靠的方法。也只有在动手实践中，我们的思考才会不断深入，才能发现新的问题。