Când arzi o lumânare, sfârșești cu mai puțină ceară după ce ai ars decât ai început. Acest lucru se datorează faptului că ceara se oxidează sau arde în flacără pentru a produce apă și dioxid de carbon, care se disipează în aerul din jurul lumânării, într-o reacție care produce și lumină și căldură.
Ceara de lumânare, numită și parafină, este compusă din lanțuri de atomi de carbon conectați înconjurați de atomi de hidrogen. Aceste molecule de hidrocarburi pot arde complet. Când aprinzi o lumânare, ceara de lângă fitil se topește într-un lichid.
Căldura flăcării vaporizează moleculele de ceară și reacționează cu oxigenul din aer. Pe măsură ce se consumă ceară, acțiunea capilară atrage mai multă ceară lichidă de-a lungul fitilului. Atâta timp cât ceara nu se topește de flacără, flacăra o va consuma complet și nu va lăsa cenușă sau reziduuri de ceară.
Atât lumina cât și căldura sunt radiate în toate direcțiile de la o flacără a lumânării. Aproximativ un sfert din energia provenită din combustie este emisă ca căldură. Căldura menține reacția, vaporizând ceara, astfel încât să poată arde, topind-o pentru a menține alimentarea cu combustibil. Reacția se încheie când nu mai există combustibil (ceară) sau când nu există suficientă căldură pentru a topi ceara.
Ecuația exactă pentru arderea ceară depinde de tipul specific de ceară utilizat, dar toate ecuațiile urmează aceeași formă generală. Căldura inițiază reacția dintre hidrocarburi și oxigen pentru a produce dioxid de carbon, apă și energie (căldură și lumină). Pentru o lumânare cu parafină, ecuația chimică echilibrată este:
C25H52 + 38 O2 → 25 CO2 + 26 H2O
Este interesant de menționat că, deși apa este eliberată, aerul se simte adesea uscat atunci când o lumânare sau un foc arde. Acest lucru se datorează faptului că creșterea temperaturii permite aerului să țină mai mulți vapori de apă.
Când o lumânare arde constant cu o flacără în formă de lacrimă, combustia este extrem de eficientă. Tot ce este eliberat în aer este dioxidul de carbon și apa. Când aprindeți prima dată o lumânare sau dacă lumânarea arde în condiții instabile, este posibil să vedeți pâlpâirea flăcării. O flacără pâlpâitoare poate provoca fluctuația căldurii necesare pentru ardere.
Dacă vedeți un fum de fum, asta este funingine (carbon) din combustie incompletă. Ceara vaporizată există chiar în jurul flăcării, dar nu se deplasează foarte departe sau durează foarte mult odată ce lumânarea este stinsă.
Un proiect interesant de încercat este să stingi o lumânare și să o retragi de la distanță cu o altă flacără. Dacă țineți o lumânare aprinsă, o chibrită sau o bricheta aproape de o lumânare proaspăt stinsă, puteți urmări călătoria flacără de-a lungul urmelor de vapori de ceară pentru a aprinde lumânarea.