ניסוי הלהבה המרחפת

בניסוי הנוכחי נראה מה קורה ללהבת מצת שפוגשת במסננת מתכת, ואיך אפשר לגרום ללהבה לרחף באוויר.

הניסוי מחייב השגחה של מבוגר

ציוד

• שני מצתים ארוכי צוואר
• מסננת מתכת צפופה (הערה: צבע המתכת עלול להשתנות בעקבות הניסוי, כך שעדיף להשתמש במסננת שלא פוחדים להרוס את המראה שלה)

הניסוי

את מהלך הניסוי אפשר לראות בסרטון:

הערה: הניסוי מרשים מאוד במציאות, לצערנו, סרט הוידאו לא הצליח לתפוס בצורה טובה את המראה המרהיב של הלהבה המרחפת מספר סנטימטרים מעל המסננת – ממש מומלץ לנסות ולראות את התוצאה בעצמכם.

הסבר

כשמדליקים אש בעזרת מצת, מתרחשת תגובה כימית הנקראת שריפההגז . של המצית מגיב עם החמצן שבאוויר ונשרף. באופן כללי - כדי שאש תבער צריכים להתקיים שלושה גורמים, המכונים משולש האש: נוכחות של חומר דליק (עץ, נייר, גז בישול, דלק, פחם וכו') נוכחות של חומר מחמצן (בדרך כלל החמצן שבאוויר, אבל קיימים גם מחמצנים אחרים) וחום גבוה (טמפרטורה גבוהה מספיק). אם אחד הגורמים חסר, האש אינה יכולה לבעור עוד – והיא נכבית.

כיבוי של אש מתבסס על סילוקו של גורם אחד או יותר של משולש האש: קירור – כלומר סילוק החום, סילוק החמצן, או סילוק החומר הדליק.

בחציו הראשון של הניסוי אנו רואים שהאש שמובערת מתחת למסננת פשוט לא מצליחה לעבור לצידה השני. ואם מקרבים את המסננת מספיק קרוב אל המצית – האש נכבית. מדוע? הרי חמצן יש בשפע באוויר, חומר דליק יש בשפע – הגז שיוצא מהמצית. הגז גם בהחלט יכול לעבור דרך חורי המסננת הגדולים, ובכל זאת – האש לא עוברת דרך המסננת. הסיבה לכך היא שהמסננת 'שוברת' את משולש האש בכך שהיא מסלקת את צלע ה'חום' הדרושה לאש, היא מקררת את האש.

המסננת בנוייה ממתכת, לרוב נירוסטה / פלדת אל-חלד. כמו כל שאר המתכות היא מתאפיינת בכך שהיא בעלת יכולת מוליכות חום טובה – כלומר כאשר משהו חם נוגע בה במקום אחד, המתכת מוליכה במהירות את החום לכל חלקי המתכת האחרים והתוצאה היא שהחום מתפשט באופן אחיד, יחסית, לכל חלקי המתכת – כך שהחלק שהיה חם יחסית מתקרר במהירות (ושאר חלקי המתכת מתחממים מעט במהירות). ולכן, כאשר להבת המצית פוגעת במסננת, האזור של האש מתקרר באופן תמידי בשל הולכת החום, והטמפרטורה שלו לא מגיעה לרמה כזו המאפשרת בעירה – כך שהאש נכבית. למעשה המסננת עוצרת את תגובת השריפה, במקרים מסויימים יכול להופיע בשל כך פיח שחור על המסננת, בדומה מאוד לניסוי שלנו להפוך קרח לפחם – שם הופנתה להבת מצית אל עבר קוביית קרח שקיררה אותה, ועצרה את תגובת הבעירה.

בחצי השני של הניסוי אנו רואים כי אם מזרימים גז ממצית מצידה האחד של המסננת, ניתן להדליק אותו בצידה השני. ראשית - זה מוכיח שהגזים אכן עוברים את המסננת, כך שכיבוי האש בחלק הראשון של הניסוי לא היה בגלל חסימה של מעבר הגזים. בחלק זה של הניסוי מתקבל מראה מרהיב ביותר – הלהבה לא בוערת צמוד למסננת ולמצית שמתחתיה, אלא מספר סנטימטרים מעל – מרחפת באוויר כאילו אינה מחוברת או קשורה לשום גורם חיצוני.

להבה מרחפת | צילום מסך מסרטון מדע בבית

הסיבה לריחוף הלהבה הוא אותה סיבה שהוזכרה קודם, האש לא יכולה להתקיים בקרבת המסננת בגלל אפקט הקירור של מסננת המתכת. הלהבה מתאפשרת רק בריחוק מספיק, של מספר סנטימטרים מהמסננת – וכך נוצר אפקט הריחוף.