Введение
Свеча – это зажигаемый фитиль, встроенный в твердое горючее вещество, такое как воск или сало, обеспечивающий свет, а в некоторых случаях и аромат. Свеча также может давать тепло или служить для измерения времени. Свечи используются более двух тысячелетий во всем мире и были важным источником освещения в помещениях до изобретения других типов светильников. Хотя электрическое освещение во многом сделало использование свечей необязательным для освещения, они по-прежнему широко используются в функциональных, символических и эстетических целях, а также в определенных культурных и религиозных контекстах. Ранние свечи могли быть изготовлены из пчелиного воска, но они были дорогими, и их использование ограничивалось элитой и церквями. Сало было более дешевой, но менее привлекательной альтернативой. В современную эпоху для изготовления свечей разработаны различные материалы, включая парафиновый воск, который, в сочетании с эффективными технологиями производства, сделал свечи доступными для широких масс. Для удержания свечей могут использоваться различные приспособления, такие как подсвечники, канделябры, люстры, фонари и бра. Человек, изготавливающий свечи, традиционно называется свечником. Горение свечи происходит в самоподдерживающемся режиме. При зажигании фитиля тепло плавит и воспламеняет небольшое количество твердого топлива (воска), которое испаряется и соединяется с кислородом в воздухе, образуя пламя. Пламя затем плавит верхнюю часть твердого топлива, которое поднимается вверх по фитилю посредством капиллярного действия для непрерывного горения, тем самым поддерживая постоянное пламя. Свеча укорачивается по мере сгорания твердого топлива, как и сам фитиль. Фитили свечей, изготовленных до XIX века, требовали регулярной обрезки ножницами или щипцами для поддержания ровного горения и предотвращения дымления. В современных свечах фитиль сконструирован таким образом, что он изгибается по мере горения, а его конец автоматически обрезается в процессе сгорания.
A candle is an ignitable wick embedded in wax, or another flammable solid substance such as tallow, that provides light, and in some cases, a fragrance. A candle can also provide heat or a method of keeping time. Candles have been used for over two millennia around the world, and were a significant form of indoor lighting until the invention of other types of light sources. Although electric light has largely made candle use nonessential for illumination, candles are still commonly used for functional, symbolic and aesthetic purposes and in specific cultural and religious settings. Early candles may be made of beeswax, but these candles were expensive and their use was limited to the elite and the churches. Tallow was a cheaper but a less aesthetically pleasing alternative. A variety of different materials have been developed in the modern era for making candles, including paraffin wax, which together with efficient production techniques, made candles affordable for the masses. Various devices can be used to hold candles, such as candlesticks, or candelabras, chandeliers, lanterns and sconces. A person who makes candles is traditionally known as a chandler. The combustion of the candle proceeds in self sustaining manner. As the wick of candle is lit, the heat melts and ignites a small amount of solid fuel (the wax), which vaporizes and combines with oxygen in the air to form a flame. The flame then melts the top of the mass of solid fuel, which moves upward through the wick via capillary action to be continually burnt, thereby maintaining a constant flame. The candle shortens as the solid fuel is consumed, so does the wick. Wicks of pre 19th century candles required regular trimming with scissors or "snuffers" to promote steady burning and prevent smoking. In modern candles, the wick is constructed so that it curves over as it burns, and the end of the wick gets trimmed by itself through incineration by fire.
Этимология
Слово «свеча» происходит от среднеанглийского *candel*, от староанглийского и англо-нормандского *candele*, оба от латинского *candēla*, от *candēre* — «светить».
История
До изобретения свечей древние люди использовали открытый огонь, факелы, щепки смолистого дерева и лампы для искусственного освещения ночью. Примитивные масляные лампы, в которых зажженный фитиль находился в луже масла или жира, использовались с палеолита, а керамические и каменные лампы были найдены, относящиеся к неолиту. Поскольку для изготовления свечей требуется надежный источник животных или растительных жиров, очевидно, что свечи не могли появиться раньше раннего бронзового века; однако, неясно, когда и где свечи были впервые использованы. Предметы, которые могли быть подсвечниками, были обнаружены в вавилонской и среднеминойской культурах, а также в гробнице Тутанхамона. «Свечи», использовавшиеся в эти ранние периоды, не походили на современные формы; скорее всего, они изготавливались из растительных материалов, обмакнутых в животный жир. Ранние свидетельства использования свечей можно найти в Италии, где изображение подсвечника присутствует в этрусской гробнице в Орвието, а самый ранний раскопанный этрусский подсвечник датируется VII веком до нашей эры. Свечи могли развиться из лучины с фитилем из пакли и других растительных волокон, пропитанных жиром, смолой или маслом и сжигаемых в лампах или горшках. В древности свечи делали из различных видов натурального жира, смальца и воска, а римляне изготавливали настоящие свечи, обмакнутые в смалец и пчелиный воск. Свечи из пчелиного воска были дорогими, и их использование ограничивалось состоятельными людьми, в то время как римляне чаще использовали масляные лампы. Древняя Греция использовала факелы и масляные лампы и, вероятно, переняла использование свечей в более поздний период у Рима. Ранние записи в Китае свидетельствуют об использовании свечей в династии Цинь до 200 г. до н.э. Эти ранние китайские свечи, возможно, изготавливались из китового жира. В христианстве свечи приобрели значение в декоративном, символическом и церемониальном использовании в церквях. Восковые свечи, или candela cerea, упоминаемые в конце III века, были задокументированы как пасхальные свечи в Испании и Италии в IV веке, христианский праздник Сретенья Господня был назван в их честь, а папа Сергий I учредил процессию зажженных свечей. Папские буллы предписывали исключить смалец из состава алтарных свечей, а для свечей главного алтаря требовалось высокое содержание пчелиного воска. В средневековой Европе свечи первоначально использовались в основном в христианских церквях. Их использование распространилось на дома богатых, но даже тогда они считались предметом роскоши. В Северной Европе широко использовались лучины из промазанного тростника, особенно в Англии, но в Средние века использовались и смальцевые свечи, первое упоминание об английских смальцевых свечах относится к 1154 году. Пчелиный воск широко использовался в церковных церемониях, и по сравнению с животным жиром, он горит чисто, без дымного пламени и не издает неприятного запаха. Свечи из пчелиного воска были дорогими, и лишь немногие люди в средневековой Европе могли позволить себе сжигать их дома. Однако к XVI веку свечи из пчелиного воска стали предметом роскоши среди состоятельных людей. Свечи широко использовались в XVII и XVIII веках, и на вечеринке в Дрездене в 1779 году, по слухам, было зажжено 14 000 свечей. Свечи изготавливались различными способами: обмакиванием фитиля в расплавленный жир или воск, раскатыванием свечи вручную вокруг фитиля или заливкой жира или воска на фитиль для наращивания свечи. В XIV веке Сьер де Брез внедрил технику использования формы, но реальный прогресс в эффективном производстве свечей в формах был достигнут только в XIX веке. Восковые и смальцевые свечи изготавливались в монастырях в Средние века, а в сельских домах смальцевые свечи могли изготавливаться в домашних условиях. К XIII веку изготовление свечей стало цеховым ремеслом в Англии и Франции, французская гильдия была задокументирована еще в 1061 году. Свечники ходили от дома к дому, изготавливая свечи из кухонных жиров, сохраненных для этой цели, или изготавливали и продавали свои собственные свечи из небольших свечных лавок. На Ближнем Востоке, во времена халифатов Аббасидов и Фатимидов, пчелиный воск был основным материалом, используемым для изготовления свечей. Пчелиный воск часто импортировался с больших расстояний; например, египетские свечники использовали пчелиный воск из Туниса. Как и в Европе, эти свечи были дорогими и доступны только элите, а большинство простых людей использовали масляные лампы. Согласно легенде, практика использования ламп и свечей в мечетях началась с Тамима аль-Дари, который зажег лампу, привезенную им из Сирии, в Пророческой мечети в Медине. Халиф Омейяд аль-Валид II был известен тем, что использовал свечи в своем дворе в Дамаске, а халиф Аббасид аль-Мутаваккиль, по слухам, тратил 1,2 миллиона серебряных дирхамов ежегодно на свечи для своих королевских дворцов. В ранней современной Сирии свечи пользовались большим спросом у всех слоев населения, поскольку их традиционно зажигали во время свадебных церемоний. В столице Сефевидов Исфахане в 1500-х и 1600-х годах существовали гильдии свечников. Однако свечники занимали относительно низкое социальное положение в Сефевидском Иране, сопоставимое с положением цирюльников, работников бань, гадалок, каменщиков и носильщиков. В XVIII и XIX веках для производства превосходных свечей, которые горели дольше, ярче и не издавали неприятного запаха, использовался спермацети, воскообразное вещество, производимое кашалотом. Позднее, в XVIII веке, рапсовое и горчичное масло стали использоваться в качестве гораздо более дешевых заменителей.
Современная эпоха
В XIX веке в конструкцию свечей было внесено ряд усовершенствований. В старых свечах фитиль не находился в непосредственном контакте с воздухом, из-за чего он обугливался, а не сгорал. Обугленный фитиль препятствовал дальнейшему горению и образовывал черный дым, поэтому его приходилось постоянно подрезать или «гасить». В 1825 году француз М. Камбасерес представил плетеный фитиль, пропитанный минеральными солями, который при горении загибался к краю пламени и сгорал, тем самым подрезая себя. Такие фитили называют «самоподрезающимися» или «самообжигающимися». В 1823 году Мишель Эжен Шеврёль и Жозеф Луи Гей-Люссак выделили стеарин из животных жиров и в 1825 году получили патент на производство более твердых свечей, дающих более яркое пламя. В середине XIX века производство свечей стало индустриализированным массовым рынком. В 1834 году Джозеф Морган, жестянщик из Манчестера, Англия, запатентовал машину, совершившую революцию в производстве свечей. Она позволяла непрерывно производить формованные свечи, используя цилиндр с подвижным поршнем для извлечения свечей по мере их затвердевания. Это более эффективное механизированное производство позволяло выпускать около 1500 свечей в час. Благодаря этому свечи стали доступным товаром для широких масс. В середине 1850-х годов Джеймсу Янгу удалось получить парафиновый воск из угля и нефтяного сланца в Батгейте, Западный Лотиан, и разработать коммерчески выгодный метод его производства. Из парафина можно было изготавливать недорогие, но качественные свечи. Это был голубовато-белый воск, который горел чисто и не издавал неприятного запаха, в отличие от свечей из животного жира. К концу XIX века свечи стали изготавливать из парафинового воска и стеариновой кислоты. К концу XIX века компания Price's Candles, базирующаяся в Лондоне, стала крупнейшим производителем свечей в мире. Основанная Уильямом Уилсоном в 1830 году, компания стала пионером во внедрении технологии паровой дистилляции и смогла производить свечи из широкого спектра сырья, включая кожный жир, костный жир, рыбий жир и промышленные масла. Несмотря на успехи в производстве свечей, отрасль пришла в упадок после появления более совершенных методов освещения, таких как керосиновые лампы, а также после изобретения лампы накаливания в 1879 году. С этого момента свечи стали продаваться в основном как предметы декора.
Использование
До изобретения электрического освещения для освещения обычно использовались свечи и масляные лампы. В районах, где нет электричества, они до сих пор используются регулярно. До XX века свечи были более распространены в Северной Европе, а в Южной Европе и Средиземноморье преобладали масляные лампы. В современном развитом мире свечи используются главным образом ради их эстетической ценности и аромата, особенно для создания мягкой, теплой или романтической обстановки, в качестве аварийного освещения при отключении электроэнергии, а также в религиозных или ритуальных целях. В XXI веке в последние годы наблюдался резкий рост продаж ароматизированных свечей.
Другие применения
С довольно постоянным и измеримым горением свечи, одним из распространенных способов использования свечей было определение времени. Свеча, предназначенная для этой цели, могла иметь отметки времени, обычно в часах, нанесенные вдоль воска. Свечные часы использовались в Китае во времена династии Сун (960–1279). К XVIII веку свечные часы стали изготавливать с грузиками, закрепленными по бокам свечи. Когда свеча таяла, грузики отпадали и, падая в чашу, издавали звук. В дни, предшествующие Рождеству, некоторые люди сжигают свечу на определенное количество времени, чтобы отметить каждый день, как указано на свече. Свеча, используемая таким образом, называется адвент-свечой, хотя этот термин также применяется к свечам, используемым в адвент-венке.
Воск
На протяжении большей части истории свечи изготавливались из смальца (вытопленного из говяжьего или бараньего жира) или пчелиного воска. С середины 1800-х годов их также делали из спермацета – воскообразного вещества, получаемого из кашалота, что, в свою очередь, стимулировало спрос на это вещество. Свечи также изготавливались из стеарина (первоначально получаемого из животных жиров, но сейчас производимого почти исключительно из пальмового воска). Сегодня большинство свечей изготавливается из парафинового воска, побочного продукта переработки нефти. Свечи также могут быть сделаны из микрокристаллического воска, пчелиного воска (побочный продукт сбора мёда), геля (смесь полимера и минерального масла) или некоторых растительных восков (обычно пальмового, карнаубского, миртового или соевого). Размер пламени и соответствующая скорость горения в значительной степени контролируются фитилем свечи. Тип воска также влияет на скорость горения: пчелиный и кокосовый воск горят дольше, чем парафиновый или соевый. Методы производства используют экструзионное формование. Производимый свет составляет около 13 люмен при световой эффективности примерно 0,16 люмен на ватт (световой эффективности источника) – почти в сто раз меньше, чем у лампы накаливания. Если источник в 1 канделу излучает равномерно во всех направлениях, общий световой поток составит всего около 18,40 мВт. Световая интенсивность обычной свечи составляет примерно одну канделу. Международная единица измерения силы света, кандела, фактически была основана на более старой единице, называемой силой света свечи, которая представляла собой световую интенсивность, излучаемую свечой, изготовленной по определенным спецификациям ("стандартная свеча"). Современная единица определена более точно и воспроизводимо, но была выбрана таким образом, чтобы световая интенсивность свечи по-прежнему составляла около одной канделы.
Температура
Самая горячая часть пламени свечи находится непосредственно над очень тусклой синей областью у основания пламени, сбоку. В этой точке температура пламени достигает примерно 1400 °C (2552 °F). Однако эта часть пламени очень мала и выделяет незначительное количество тепловой энергии. Синий цвет обусловлен хемолюминесценцией, а видимый жёлтый цвет – излучением от горящих частиц сажи. Сажа образуется в результате серии сложных химических реакций, начиная с молекулы топлива, через процессы молекулярного роста, вплоть до образования многоуглеродных циклических соединений. Тепловая структура пламени сложна: на очень коротких расстояниях температура меняется на сотни градусов, что приводит к чрезвычайно крутым температурным градиентам. В среднем температура пламени составляет около 1000 °C (1832 °F). Цветовая температура приблизительно равна 1000 К.
Сжигание
Для того чтобы свеча горела, используется источник тепла (обычно открытое пламя спички или зажигалки) для поджига фитиля свечи, который плавит и испаряет небольшое количество топлива (воска). После испарения топливо соединяется с кислородом в атмосфере, чтобы воспламениться и образовать устойчивое пламя. Это пламя обеспечивает достаточно тепла для поддержания горения свечи посредством самоподдерживающейся цепи событий: тепло пламени плавит верхнюю часть твердого топлива; расплавленное топливо затем поднимается вверх по фитилю за счет капиллярного действия; расплавленное топливо, наконец, испаряется и горит в пламени свечи. По мере плавления и сгорания топлива (воска) свеча становится короче. Конец плетёного фитиля изгибается и сгорает в пламени. Сгорание фитиля ограничивает длину его выступающей части, тем самым поддерживая постоянную температуру горения и скорость потребления топлива. До XIX века фитили требовали регулярной обрезки ножницами (или специальным триммером для фитилей), обычно до примерно одного четверти дюйма (~0,7 см), чтобы обеспечить устойчивое горение и предотвратить образование черного дыма. В XX веке для этой цели стали изготавливать специальные ножницы для свечей, называемые "снуфферы", которые часто объединялись с подсвечником-гасителем. В современных свечах фитиль изготавливается таким образом, что он изгибается по мере горения, что обеспечивает сгорание его конца и, таким образом, самообрезку. Основным фактором, определяющим высоту пламени свечи, является диаметр фитиля. Это заметно на чайных свечах, где фитиль очень тонкий, а пламя – очень маленькое. Свечи, предназначенные главным образом для освещения, используют гораздо более толстый фитиль.
История исследования
Одной из значительных работ Майкла Фарадея была книга «Химическая история свечи», в которой он представляет подробный анализ эволюции, принципов работы и научной основы свечей.
Опасности
По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты, свечи являются одной из основных причин пожаров в жилых домах в Соединенных Штатах: почти 10% травм гражданского населения и 6% смертей от пожаров связаны со свечами. Пламя свечи, превышающее точку ламинарного дымления, будет выделять сажу. Правильная обрезка фитиля снижает выбросы сажи у большинства свечей. Жидкий воск горячий и может вызвать ожоги кожи, однако количество и температура обычно невелики, и ожоги редко бывают серьезными. Лучший способ избежать ожогов от разбрызганного воска – использовать тушитель пламени вместо того, чтобы задувать свечу. Тушитель пламени обычно представляет собой небольшой металлический колпачок на длинной ручке. Накрывая пламя тушителем, вы перекрываете доступ кислорода. Тушители были распространены в домах, когда свечи были основным источником освещения до появления электричества. Изящные тушители, часто в сочетании с подсвечником для зажигания, до сих пор встречаются в церквях, регулярно использующих большие свечи. Стеклянные подсвечники иногда трескаются из-за теплового шока от пламени свечи, особенно когда свеча догорает до конца. При использовании свечей в стеклянных подставках или банках следует избегать зажигания свечей в поврежденных или треснувших емкостях и прекратить использование, когда остается полдюйма или меньше воска. Ранее существовала обеспокоенность по поводу безопасности свечей, связанная с использованием свинцового сердечника в фитилях для поддержания их вертикального положения в контейнерных свечах. Без жесткого сердечника фитиль мог прогибаться и тонуть в расплавленном воске. Возникали опасения, что свинец в фитилях испаряется при горении, выделяя пары свинца – известный фактор риска для здоровья и развития. Свинцовые фитили не использовались широко с 1970-х годов. Сегодня в большинстве металлических фитилей используется цинк или цинковый сплав, который стал отраслевым стандартом. Также доступны фитили из специально обработанной бумаги и хлопка. Свечи выделяют в окружающую среду летучие органические соединения, которые высвобождают углерод в воздух. Процесс горения свечи включает выделение света, тепла, углекислого газа и водяного пара, поддерживающих пламя. Использование свечей может быть небезопасным при вдыхании высоких доз ароматических веществ. В качестве альтернативы были созданы нетоксичные свечи, предотвращающие выделение этих летучих органических соединений в окружающую среду. Компании, производящие свечи, такие как "The Plant Project", создают более экологичные и безопасные для легких свечи. Эти альтернативы включают нетоксичные восковые смеси, безопасные ароматизаторы и экологичную упаковку. К более безопасным свечам относятся свечи из кокосового, соевого, растительного и пчелиного воска. Пользователи, ценящие эстетику свечей, иногда устанавливают электрические свечи без пламени, чтобы избежать связанных с ними опасностей.
Подсвечники
Декоративные подсвечники, особенно имеющие форму пьедестала, называются канделябрами; если подсвечник предназначен для нескольких тонких свечей, также используется термин «канделабр». Изначально слово «люстра» произошло от слова «свеча», но сейчас обычно обозначает электрический светильник. Иногда слово «люстра» используется для описания подвесного устройства, предназначенного для удержания нескольких тонких свечей. Многие подсвечники имеют плотно прилегающее гнездо, чтобы удерживать свечу в вертикальном положении. В этом случае свеча, немного шире гнезда, не поместится в подсвечник, а свеча, немного уже, будет шататься. Слишком большие свечи можно обрезать ножом, а слишком маленькие – подогнать с помощью алюминиевой фольги. Традиционно свечи и подсвечники изготавливались в одном месте, поэтому они были подходящего размера, но международная торговля объединила современные свечи с существующими подсвечниками, что сделало неподходящие по размеру свечи более распространенными. Такое плотно прилегающее гнездо необходимо только для длинных тонких свечей и конических свечей. Для чайных свечей существует множество подсвечников, включая небольшие стеклянные подставки и сложные многосвечные подсвечники. То же самое относится и к вотивным свечам. Для чайных и вотивных свечей доступны настенные бра. Ассортимент подсвечников для столбовых свечей очень широк. Огнеупорная пластина, например, стеклянная или небольшое зеркало, может служить подсвечником для столбовой свечи. Другой вариант – любой пьедестал с огнеупорной верхней частью подходящего размера. Большая стеклянная чаша с большим плоским дном и высокими, в основном вертикальными изогнутыми стенками называется «ураган». Столбовая свеча помещается в центр нижней части урагана. Ураган на пьедестале иногда продается как единый комплект. Бобеш – это кольцо для сбора капель, которое может быть прикреплено к подсвечнику или использоваться отдельно. Бобеши могут быть изготовлены из различных материалов: от богато украшенного металла или стекла до простого пластика, картона или восковой бумаги. Использование бумажных или пластиковых бобешей распространено на мероприятиях, где свечи раздаются толпе или аудитории, например, во время колядок или на концертах и фестивалях.
Следовые свечи
Это стеклянные или металлические трубки с внутренним сужением, расположенные вокруг верхней части зажженной свечи. По мере горения свечи воск тает, и фитиль-утяжелитель удерживает расплавленный воск, а сужение опирается на верхний твердый слой воска. Фитили-утяжелители часто делают преднамеренно тяжелыми, чтобы они опускались вниз по мере прогорания свечи, обеспечивая герметичность и предотвращая вытекание воска. Задача фитиля-утяжелителя тройная:
Удерживать расплавленный воск, повышая эффективность горения свечи, предотвращая беспорядок и обеспечивая более равномерное пламя. Служить украшением, благодаря изящной форме самого устройства или (в случае стеклянного фитиля-утяжелителя) за счет рассеивания света или окраски. При необходимости, защищать пламя от ветра. Фитили-утяжелители часто можно встретить в церквях на алтарных свечах.
To contain the melted wax, making the candle more efficient, avoiding mess, and producing a more even burn. As a decoration, either due to the ornate nature of the device, or (in the case of a glass follower) through light dispersion or colouration. If necessary, to shield the flame from wind. Candle followers are often found in churches on altar candles.
Сжигатели свечей
Стыкатели для свечей — это инструменты, используемые для тушения горящих свечей, накрывая пламя небольшой металлической чашей, подвешенной на длинной ручке, и тем самым лишая его кислорода. Ранее этот термин также относился к инструменту, похожему на ножницы, который использовался для подрезки фитиля свечи. При умелом использовании это можно было сделать, не гася пламя. Инструмент, который сейчас известен как стыкатель для свечей, ранее назывался "тушителем" или "гасителем".