蠟燭熄滅實驗

包昕玥

“哪一支蠟燭先滅？”是前蘇科版物理教材引言中的第一個實驗（圖1）。我設計了一套實驗，通過觀測不同實驗條件下蠟燭熄滅的順序來分析二氧化碳的分布及變化，從而揭示其規律。

一、設計實驗

1.方案設計

本實驗分無液封、水封和油封3種情況，每種情況分小、中、大和球形玻璃罩4組，每組做兩次以上實驗，每次均取長短不同的5支蠟燭同時點燃，后蓋上玻璃罩，觀察并在設計好的表中記錄蠟燭熄滅時間。

2.探究準備

①準備長度分別為3cm，5.5cm，8cm，10.5cm和14.5cm的5支蠟燭 ；②將它們分別固定在玻璃板上；③倒入適量水或油；④點燃蠟燭；⑤罩上玻璃罩；⑥觀測現象并記錄蠟燭在玻璃罩內熄滅的時間（圖2）。

二、實驗過程

1.控制外部條件為無液封

將準備好的5支蠟燭固定在玻璃板上，點燃蠟燭，罩上小玻璃罩，觀測并記錄5支蠟燭熄滅的時間，初步判斷二氧化碳的分布及變化。分別將上述小玻璃罩換為中玻璃罩、大玻璃罩和球形玻璃罩，重復上述實驗。

2.控制外部條件為用水封

將上述蠟燭固定在玻璃槽內，倒入適量的水，罩上小玻璃罩，觀察玻璃罩的底部有沒有全部浸泡在水中，如果沒有，再加適量的水，直至玻璃罩底部完全被封住，取下玻璃罩，點燃蠟燭，重新罩上玻璃罩。觀測過程同上。

3.控制外部條件為用油封

過程同前，將水替代為油（圖3）。

記錄上述實驗蠟燭熄滅的時間，并畫成函數圖像（圖4）。

三、探究及結論

蠟燭的熄滅順序不僅跟玻璃罩的大小有關，還與形狀有關，且形狀比大小重要，更與密封程度有關。在液封條件下，較小的玻璃罩內的蠟燭按照由高到低的順序熄滅，較大的玻璃罩內較矮的蠟燭容易熄滅，且密封性越好效果越明顯；底層蠟燭受到密封程度的影響更大。導致蠟燭熄滅的直接物質是二氧化碳，因此二氧化碳在玻璃罩內的分布是影響蠟燭熄滅順序的直接原因。瘦高型玻璃罩內二氧化碳最先分布在玻璃罩的頂端，使較高的蠟燭先熄滅；比較寬敞的容器內，二氧化碳從頂部沿著內壁迅速冷卻下沉，使得較高和較矮的蠟燭先熄滅，而中間高度的最后熄滅。