Nein. Die Kerze kann nur Wärme in das Bügeleisen übertragen, solange die Kerze heißer als das Bügeleisen ist. Die Temperatur einer Flamme hängt stark von den verbrannten Chemikalien ab. Eine typische Kerze brennt bei ungefähr $ 1400 \ ^ {\ circ} \ mathrm {C} $ span>. Eisen schmilzt bei $ 1538 \ ^ {\ circ} \ mathrm {C} $ span>. Das Eisen würde also bei $ 1400 \ ^ {\ circ} \ mathrm {C} $ span> nicht mehr aufheizen und nicht schmelzen.

Sie sind jedoch nicht so weit weg! Wahrscheinlich könnten Sie eine heißere Kerze als normal finden (vielleicht Sägemehl in das Wachs mischen?) Und damit ein kleines Stück Eisen schmelzen, wie die Spitze einer Eisennadel. Möglicherweise finden Sie eine Eisenlegierung, die auch bei einer niedrigeren Temperatur schmilzt.

Beachten Sie, dass die Gleichgewichtstemperatur niedriger als die Kerzentemperatur ist, da das Eisen durch Prozesse wie Strahlung Wärme an die Umwelt verliert, wie in anderen Antworten erwähnt (siehe @ Lelouchs Antwort). Diese Verluste können reduziert werden, indem Sie Ihr System beispielsweise in eine glänzende, isolierte Box einschließen, um die abgestrahlte Wärme zurück zu reflektieren.

Ich werde eine einfache Erklärung versuchen.Angenommen, es gibt anfangs keine Phasenübergänge.Wenn Sie einen Körper erwärmen, steigt seine Temperatur und er strahlt Energie gemäß $$ P = A \ varepsilon \ sigma T ^ 4 $$ ($ \ sigma $ ist die Stefan Boltzman-Konstante, $ A $ ist dieOberfläche, $ T $ ist die Temperatur, $ \ varepsilon $ ist die Emission).

Offensichtlich steigt $ P $ mit zunehmendem $ T $.Wenn also, bevor der Stab seinen Schmelzpunkt erreicht, $ P $ gleich der Leistungsaufnahme (von der Flamme) wird, gibt es keinen Nettoenergiefluss über die Grenzfläche zwischen umgebendem Stab (wenn dies der Fall wäre, würde $ P $ dies tungrößer sein als die Eingangsleistung, und es geht mehr Energie verloren als gewonnen, was sie wieder auf den stabilen Gleichgewichtspunkt bringt).Beachten Sie an dieser Stelle, dass die Temperatur konstant ist, da die von der Kerze gelieferte Energie vom Körper gleichwertig abgegeben wird (Art dynamisches Gleichgewicht).Dies ist natürlich nur möglich, wenn der Stab vor Erreichen dieser Temperatur nicht schmilzt.

Ist Wärme kumulativ?

Dies ist eine etwas mehrdeutige Frage, aber ja, sie ist "kumulativ". Wenn Sie etwas Wärme in etwas geben, bleibt es heiß, es sei denn, diese Wärme wird abgeführt. Das gleichzeitige Einbringen von 10 Wärmeeinheiten entspricht dem 10-maligen Einbringen von 1 Einheit, vorausgesetzt, Sie können die Wärme im Objekt isoliert halten.

Die Analogie hier ist ein Eimer mit Löchern. Wärme ist wie Wasser, das Sie einfüllen, Temperatur ist der Wasserstand. Es spielt keine Rolle, ob Sie das Wasser auf einmal oder in kleinen Stücken einfüllen, aber sobald Sie etwas Wasser einfüllen, tritt es aus. Wenn Sie sich also nicht beeilen, erhalten Sie möglicherweise nie genug Wasser und je mehr Wasser sich im Eimer befindet, desto schneller tritt es aus.

Kann ich Eisen mit einer Kerze schmelzen?

Wahrscheinlich nicht. Ich denke, das größte Problem ist, dass Wärme von heißen zu kalten Dingen fließt. Wenn das Eisen die gleiche Temperatur wie das von der Flamme kommende Gas erreicht, erhält es keine weitere Wärme. Wenn Ihre Zieltemperatur (der Schmelzpunkt) tatsächlich darunter liegt, bleiben Sie stecken.

Der Schmelzpunkt von Eisen liegt zufällig bei etwa 1600 ° C. Die Flamme einer Wachskerze ist bei 1500 ° C zu sehen, aber das ist ein winziger Bereich in der Mitte - die durchschnittliche Temperatur beträgt 1000 ° C.

Sie können dieses Problem lösen, indem Sie eine exotische Kerze aus ungewöhnlichen Materialien verwenden. Zum Beispiel brennt Thermit heiß genug, um Stahl zu schmelzen, Acetylenbrenner können Sie auf 3500C bringen. Aber wenn Sie Kerze sagen, haben Sie vermutlich Wachskerze gemeint und keine thermitische "Kerze".

Selbst mit einer heiß brennenden Kerze haben Sie immer noch das Problem eines geringen Wärmeflusses. Sie sagen:

Die Wärmeverlustrate liegt unter der Wärmegewinnrate

Sicher, aber das ist leichter gesagt als getan. Wenn Sie ein magisches Bügeleisen hatten, das niemals Wärme verliert, okay, aber im wirklichen Leben erwärmt das heiße Bügeleisen die Luft im Raum (Kerze brennt nicht im Vakuum), die heiße Luft schwimmt weg und Sie werden es tatsächlich tun Am Ende wird der ganze Raum aufgeheizt, weil alles in thermischem Kontakt steht. Das verlangt viel von einer Kerze, aber wenn Sie irgendwie eine Kerze mit unendlichem Brennstoff hatten und sie auf unbestimmte Zeit brennen ließen, könnten Sie schließlich den gesamten Raum über den Schmelzpunkt von Eisen erhitzen (es muss darüber liegen, weil das Schmelzen selbst etwas erfordert Wärmeeintrag), und ja, es würde schmelzen - aber wir sprechen jetzt von einer sehr außergewöhnlichen Kerze. Ganz zu schweigen davon, dass die Masse einer solchen Kerze als Kühlkörper fungieren oder sich in Ihrem Feuersturm eines Raums entzünden kann, sodass es eine ganze Reihe praktischer Probleme gibt.

Was für eine Kerze würde es also brauchen, um Eisen zu schmelzen? Sie benötigen:

• Ein Feuer heißer als 1500C.
• Eine isolierte Umgebung, die diese Temperatur erreichen und dort bleiben kann.
• Eine Kerze, die groß genug ist, um sicherzustellen, dass der Wärmeverlust immer geringer als der Gewinn ist (denken Sie daran, dass der Wärmeverlust schneller ist, wenn der Temperaturunterschied größer ist).

Diese Art von Gerät wird als Schmiede bezeichnet.

Andere Antworten stimmen mit einem Eisenbarren überein, aber es ist möglich, Eisen mit einer Kerzenflamme zu verbrennen - in der richtigen Form. Insbesondere ist bekannt, dass Stahlwolle leicht autark brennt. Da es sich jedoch hauptsächlich um Eisen handelt - nur etwa 0,1 Massen-% Kohlenstoff - und anscheinend Eisenwolle auch funktioniert, bedeutet dies, dass Eisen tatsächlich brennt .

Ein Unterschied zu einem Stab ist die proportional größere Oberfläche, die eine stärkere Wechselwirkung mit Luft und damit eine vollständigere Verbrennung ermöglicht. Beachten Sie, dass es einen Unterschied zwischen Schmelzen und Brennen gibt. Sie müssen etwas nicht schmelzen, bevor Sie es verbrennen, und die Dinge können auch nach dem Schmelzen noch brennen.

Ein weiterer Unterschied ist die geringere thermische Masse des erhitzten Elements. Grundsätzlich führen die Stränge die Wärme nicht schnell genug weg, um zu verhindern, dass die Oberfläche heiß genug wird, um mit der Luft zu reagieren.

Natürlich weist @Criggie darauf hin, dass Eisenpulver auch brennt. In der Tat verbrennen viele Materialien, die wir normalerweise nicht als brennbar betrachten (z. B. Mehl) , wenn sie in Staub verwandelt werden.

Wenn ich eine brennende Kerze direkt unter einer Eisenstange habe, nehme ich die Kerze an leuchtet auf unbestimmte Zeit, und die Wärmeverlustrate liegt unter dem Wärmegewinnungsrate. Wird die Bar irgendwann das benötigte erreichen? Temperatur, damit es schmilzt?

Unter diesen Bedingungen würde die Kerze das Eisen schmelzen.

Letztendlich gleichen Sie Wärmegewinne mit Wärmeverlusten aus. Wenn Sie davon ausgehen, dass die Wärmegewinne immer höher sind als die Wärmeverluste, hat die Temperatur der Kerze keine Bedeutung mehr - sie hat effektiv eine unendliche Temperatur, denn das ist alles, was Temperatur überhaupt bedeutet!

In Wirklichkeit ist dies natürlich unmöglich. Es braucht Energie, um Wärme gegen den Wärmegradienten zu bringen (dh vom Gleichgewicht weg). Selbst in einer idealen Konfiguration wird das Eisen, wenn es heißer als die Kerzenflamme wird, mehr Energie freisetzen, die eindringt - dies ist eine einfache Tatsache der Thermodynamik.

Nehmen wir jedoch an, wir machen das Experiment in einer magischen Umgebung wie folgt:

• Alle Abfallprodukte der Verbrennung werden sofort auf magische Weise wieder in Sauerstoff umgewandelt (in einer realen Umgebung müssten Sie die Abfallprodukte entfernen und durch frische Luft ersetzen - dies würde natürlich dazu führen, dass Sie Wärme aus dem System verlieren ).
• Die Kerzenflamme ist zu 100% vom Brennstoff der Kerze isoliert (mit anderen Worten, es ist uns egal, was mit der Kerze selbst passiert, wenn die Temperatur heißer wird - in einer realen Umgebung würde sie sich schließlich spontan verbrennen).

Wenn sich die Wärme in der Box aufbaut, steigt auch die Temperatur der Flamme - die Brennreaktion wird unter Bedingungen höherer Temperatur weitaus günstiger. Schließlich wird die Temperatur sowohl der Flamme als auch des Gesamtsystems höher als die Schmelztemperatur des Eisens (beachten Sie jedoch, dass mit steigender Temperatur auch der Druck steigt - es wird also keine Eisenschmelztemperatur mehr bei Normaldruck sein :) ).

Wenn Sie vermeiden möchten, die Temperatur der Flamme zu erhöhen, müssen Sie die Kerze vollständig aus dem System heraushalten. Angenommen, Sie hätten ein Einwegfenster in die magische Kiste, damit die Strahlung der Kerze eindringen kann, aber die Hitze nicht wieder austreten kann. Das macht unsere magische Box natürlich noch magischer - das ist völlig unthermododynamisch :) Aber der größte Spaß an dieser Stelle ist, dass Sie die Kerze einfach ganz entfernen können - Ihre Laborraumtemperatur reicht völlig aus, um das Eisen zu schmelzen irgendwann :)

Wenn Sie sich an 100% realistische Szenarien halten möchten, ist es für ein 1400 ° C-Objekt nicht möglich, etwas auf 1600 ° C zu erwärmen. Unter diesen Bedingungen hat eine Kerze jedoch keine Flamme von 1400 ° C mehr - mit zunehmender Hitze und steigendem Druck steigt auch die Temperatur der Flamme, bis Ihre Kerze spontan zusammenbricht :) Auf jeden Fall das Ding, das die Erwärmung ausführt muss eine Temperatur haben, die höher als der Schmelzpunkt ist, sonst würde es im Gegenzug erhitzt.

Der Stab hat abhängig von seiner Zusammensetzung eine bestimmte Temperatur, bei der er zuerst plastisch wird, dann eine höhere Temperatur, bei der er schließlich schmilzt.

Wenn Sie weiterhin Wärme in den Riegel bringen, indem Sie beispielsweise 100 ähnliche Kerzen verwenden, ist dies abhängig von der spezifischen Wärmekapazität des Metalls (dh der Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur um 1 ° C zu erhöhen). Der Stab kann schmelzen, wenn genügend Wärme bereitgestellt wird.

Die spezifische Wärmekapazität von festem Aluminium (0,904 J / g / ° C) unterscheidet sich von der spezifischen Wärmekapazität von festem Eisen (0,449 J / g / ° C). Dies bedeutet, dass es fast doppelt so viel Wärme erfordern würde, um die Temperatur einer bestimmten Aluminiummasse um 1 ° C zu erhöhen, verglichen mit der Wärmemenge, die erforderlich ist, um die Temperatur derselben Eisenmasse um 1 ° C zu erhöhen. P. >

Dies ist eine grobe Vorstellung davon, wie Wärme, die entlang der unteren Linie zunimmt, die Temperatur erhöht, und die horizontalen Linien sind Temperaturen, bei denen eine Phasenänderung auftritt.

Wärme ist eine Energieform. Wenn sich der Riegel erwärmt und die Kerze ausbrennt, geht die im Riegel enthaltene Wärmeenergie an die Umgebungsluft verloren, bis alles im System die gleiche Temperatur hat.

Es gibt eine Ausnahme von dieser Idee, die als Phasenübergang bezeichnet wird. Angenommen, Sie geben weiterhin Wärme in einen solid-Riegel. Dann können Sie genau an dem Punkt, an dem er flüssig wird, Wärme einbringen, ohne die Temperatur zu erhöhen.

Die Wärmeenergie der Kerzen löst vorübergehend die chemischen Bindungen auf, die es einem Feststoff ermöglichen, flüssig zu werden. Danach steigt die Temperatur des flüssigen Metalls weiter an, solange Sie Wärme einbringen.

Ja, Wärme ist kumulativ.Der äußere Kern der Erde ist geschmolzenes Eisen, weil der Zerfall radioaktiver Mineralien Wärme aufbaut.Wärme wird entwickelt und vom Boden abgeleitet und an den Weltraum verloren.Die Endtemperatur wird durch das Gleichgewicht zwischen Wärmeerzeugung (nahezu konstant) und Verlust (schneller, wenn der Temperaturunterschied zwischen Kern und Oberfläche hoch ist) bestimmt

Eine Kerze nimmt jedoch Kraftstoff und Luft bei Raumtemperatur als Eingabe und erzeugt heiße Gase als Ausgänge.Die maximale Flammentemperatur für Kerze / Kaltluft ist nicht hoch genug, um Eisen zu schmelzen.Diese Temperatur wird bestimmt durch die entwickelte Energie und die Wärmekapazität des Abgases.Man muss Brennstoff und Luft (wie in einem Hochofen) vorheizen, um diese Temperatur zu erhöhen.Ein solches Vorheizen ermöglicht es Koks / Luft, Eisen aus Erz zu schmelzen

(Ich denke, die meisten Antworten verfehlen den Punkt der Laienfrage, bei der es mehr um die Erhaltung der Energie geht, wie ich sie sehe, und nicht speziell um die Eisenstange und die Kerze; und / oder sind zu komplex, also hier ist mein Versuch)

Die Eisenstange erwärmt sich nie mehr als die Kerze. Nein, die Hitze ist nicht "kumulativ". Wenn die Kerze bei 1000 ° C brennt, ist 1000 ° C die maximale Temperatur, die der Eisenstab jemals erreichen wird, selbst bei perfekter Wärmeisolierung (und somit schmilzt Ihr Eisenstab nicht, da er unter dem Schmelzpunkt von Eisen liegt, wie in anderen Antworten erwähnt )

Wenn es kumulativ wäre, könnten Sie 5 Kerzen verwenden, um Sachen auf 5000 ° C zu erhitzen, was einfach nicht so ist (Sie könnten Ihre perfekt isolierte Eisenstange auf 1000 ° C bringen, 5 mal schneller das übrigens).

Und die Hitze geht dahin, wohin die Hitze gehen würde, wenn es nicht Ihre perfekt isolierte Eisenstange gäbe (stellen Sie sich vor, Sie brennen nur die Kerze ohne Eisenstange: Wohin geht die Hitze?). Wenn jedoch sowohl die Eisenstange als auch die Kerze 1000 ° C haben und sich in einer perfekt isolierten Umgebung befinden, gibt es no heat.

Ich denke, die Hauptverwirrung kommt der Name "Wärme / Wärmeenergie". Für Laien ist es möglicherweise verständlicher, wenn Sie es eher als "thermische Differenz Energie" betrachten. Denn wenn zwei Objekte im Gleichgewicht sind, dh. Bei gleicher Temperatur (unabhängig von der Temperatur) ist keine Energieübertragung erforderlich, und daher ist no heat. Auch wenn beide bei 1000 ° C sind.

Das liegt daran, dass Wärme nicht das ist, was Laien normalerweise davon halten (Eigenschaft eines Objekts), sondern tatsächlich die Energieübertragung, die sich aus different temperaturen ergibt. Einfache Wikipedia sollte die Dinge genauer klären.

(Beachten Sie, dass dies stark vereinfacht wurde, aber wie gesagt, ich versuche es in einfach zu verstehenden Begriffen zu erklären)

Basierend auf den Kommentaren von MSalters zu dieser Antwort ist die Sache hier, dass die Kerze nicht nur Wärme "abgibt", um von anderen Dingen absorbiert zu werden - die Kerze produziert heißGase .

Die Kerze erwärmt die Eisenstange durch Wärmeleitung.Die heißen Gase übertragen ihre Energie auf das kühlere Eisen.

Wenn die Kerze brennt, entstehen mehr heiße Gase, aber kein heißeres Gas.Die Temperatur dieser Verbrennungsprodukte ist die Grenze dafür, wie stark die Kerze den Eisenstab erwärmen kann.

Eine Kerze, die in typischen Umgebungen brennt, erzeugt keine Flamme mit einer Temperatur, die hoch genug ist, um Eisen zu schmelzen.

Wenn Sie eine zweite Kerze daneben stellen, ändert sich die Temperatur beider Flammen nicht.

Wenn Sie viele Kerzen nebeneinander stellen, wird die Umgebung beeinflusst.Durch Aufwärmen der Luft und des Wachses steigt die Flammentemperatur geringfügig an.

Der begrenzende Faktor bei der Verbrennung ist jedoch die Zufuhr von Sauerstoff.Mittelalterliche Schmiede entdeckten, dass sie mit einem Balg, der zusätzliche Luft ins Feuer bläst, die Verbrennung beschleunigen können, was zu Ofentemperaturen führt, die heiß genug sind, um Eisen zu schmelzen.

Ich denke, es ist wahrscheinlich, dass Sie mit Wachs etwas Ähnliches tun, das Wachs kochen und dann den Wachsdampf mit Sauerstoff mischen, bevor Sie den kombinierten Dampf durch eine Düse in die Brennkammer einleiten.

Ähnlich wie bei Matija Nalis gehe ich davon aus, dass das OP hier nach Energieeinsparung fragt.

In diesem Fall sind hier meine Antworten:

Nein

Wenn Sie ein triviales Experiment durchführen, bei dem Sie die Kerze in einem weiten, offenen Raum unter die Theke stellen, geschieht nichts Spektakuläres. Im besten Fall wird die Bar so heiß wie die Kerze, und das war's.

Ja

Wenn Sie die Kerze und den Stab in eine Schachtel legen, die ein perfekter Isolator ist und keine Wärme oder Licht ein- oder auslässt (und sich nicht selbst erwärmt), und wenn Sie die Tatsache ignorieren, dass die Kerze Sauerstoff benötigt zu brennen und die Tatsache, dass die Kerze sich selbst verbraucht, ja, dann können Sie den Riegel schmelzen oder die Temperatur tatsächlich auf eine beliebige Menge erhöhen. (Ignorieren Sie bequemerweise die Tatsache, dass die Hitze die Kerze zerstört.)

Grund: Die brennende Kerze wandelt in Molekülen gespeicherte Energie in Wärme (und Abfallmoleküle / Asche) um, die nur eine andere Art von Energie ist. Diese Wärmeenergie wird sich unbegrenzt ansammeln, da sie nicht aus dem perfekt isolierenden Kasten austreten kann. Diese Art von Energie kann sich nicht spontan wieder in eine Kerze verwandeln, so dass sie so bleibt, wie sie ist, und das Zeug in der Schachtel wird immer heißer (bis Ihr Brennstoff = Sauerstoff / Kerze "Zeug" ausgeht, aber wir haben uns dazu entschlossen ignorieren Sie dies, um sich auf die Frage der Energieeinsparung zu konzentrieren.

Der Balken beginnt auch heller und heller zu leuchten, aber da unsere perfekte Box diese Art von Energie auch nicht herauslässt (und sich aufgrund unserer Annahmen nicht selbst erwärmt), ist dies der Fall Energie wird auch im Inneren bleiben und immer mehr werden.