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しん(芯)

一般小学生

まとめ

しん(芯)
液体の燃料を毛細管現象によって吸い上げ、熱による気化を促進して燃焼を継続させる役割を持つ繊維状の物体
  • 毛細管現象を利用して、融解した液体のろうを炎の反応部へ輸送する
  • 吸い上げられた燃料が炎の熱で気化し、可燃性ガスとなって燃焼する
  • 芯の太さや形状は、燃料の供給量や炎の大きさを制御する重要な要素である

解説

ろうそくが燃え続けるプロセスにおいて、芯は燃料を運ぶポンプのような役割を果たします。点火されると、炎の熱で固体のろうが溶けて液体になります。この液体のろうは、芯を構成する糸の隙間を「毛細管現象」によって上昇します。芯の上部に達した液体のろうは、さらに熱を受けて気体(可燃性ガス)へと変化し、周囲の酸素と反応することで燃焼が継続されます。炎の内部構造を比較すると、以下のようになります。

場所 主な状態・物質 特徴
炎心 気化したろう(ガス) 芯のすぐ外側で、温度が最も低い
内炎 炭素の粒(すす 不完全燃焼が起きており、最も明るい
外炎 二酸化炭素水蒸気 完全燃焼しており、温度が最も高い
コラム

芯の役割を確認する実験として、火を消した直後の白い煙に点火する「飛び火」の実験があります。この白い煙は気化したろうが冷えて微粒子になったもので、これに引火することで芯まで火が戻ります。また、ガスバーナーの使用時には芯は不要ですが、空気調節ネジで炎の状態を制御する点は、ろうそくの燃焼効率を芯の太さで制御する考え方と共通しています。燃料となるメタンプロパン重さの違いも、燃焼器具の設計において重要な視点となります。

小学生のみなさんへ

ろうそくの「しん」は、ただの糸ではありません。燃えている間、しんは溶けた「ろう」を吸い上げるストローのような役目をしています。これを「毛細管現象もうさいかんげんしょう」といいます。しんが吸い上げた「ろう」は、炎の熱であたためられて目に見えない「ガス」に変わります。このガスが燃えることで、ろうそくの炎はずっと消えずに光り続けることができるのです。

炎の中をよく見ると、場所によって色がちがいます。しんに一番近いところは「炎心えんしん」といって、まだ燃える前のガスが集まっています。その外側の明るい部分は「内炎ないえん」といい、ここでは「すす」が光っています。一番外側の「外炎がいえん」は、空気がたくさんあるので一番温度が高くなっています。

ルラスタコラム

ろうそくの火を消したときに、白いけむりが出ますよね?あのけむりにマッチの火を近づけると、しんにさわらなくても火がつくことがあります。これは、けむりの中に「燃えるガス」がまざっているからなんですよ!

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 ろうそくの芯が、溶けた液体状のろうを吸い上げる仕組みを何というか
毛細管現象
【応用】 ろうそくの炎の中で、最も明るく見える「内炎」にはどのような物質が含まれているか
不完全燃焼によって生じた炭素の粒(すす)
【実践】 ろうそくの火を吹き消した直後に出る白い煙に火を近づけると、再び芯に火がつくのはなぜか
白い煙には気化したろう(可燃性ガス)が含まれており、それに引火して芯まで火が伝わるため

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