Inefficiënt, maar reuze knus

Voor onderhoudende experimenten heb je niet per se een groot laboratorium nodig. Met een keukenweegschaal meet je de verbrandingssnelheid van een kaars. Wel een paar uurtjes laten branden...

De natuurkundige Michael Faraday begon zijn carrière als hulpje in een boekbinderij. Faraday was afkomstig uit een arbeidersgezin en voor een goede opleiding was geen geld. Niet gehinderd door z’n gebrek aan scholing begon hij boeken te lezen – de boeken die hij moest inbinden. Nadat hij in de Encyclopedia Britannica een artikel had gelezen over elektriciteit, begon hij zelf proefjes te doen. En hij besloot wetenschappelijke lezingen te bezoeken.

Bij die lezingen maakte de jonge boekbindersleerling uitgebreide aantekeningen en in 1812, na een lezing van de chemicus Humphrey Davy, bundelde hij zijn notities, voorzag het werk van illustraties en gaf het cadeau aan de wetenschapper. Met daarbij de vraag of hij toevallig werk had voor een laboratoriumassistent.

Ja dus. Davy vroeg Faraday onderzoek te doen naar elektriciteit en magnetisme en Faraday ontwikkelde een constructie die uiteindelijk de wereld zou veranderen: de allereerste elektromotor. (Zie ook: Elektromotor in tien minuten.)

Een paar jaar later bedacht Faraday de Royal Institution Christmas Lectures, bedoeld om wetenschap toegankelijk te maken voor jonge mensen. Die lezingen, voor het eerst georganiseerd in 1825, worden nog ieder jaar gehouden en de Britse tv zendt ze tegenwoordig eerste kerstdag uit. Lezingen van de afgelopen jaren zijn terug te zien op de website van de Royal Institution.

Rond de kerstdagen van 1860 verzorgde Faraday zelf zes presentaties die later, in een soort historische echo van de lezing van Davy in 1812, werden gebundeld en uitgegeven. Een van die lezingen, onder de titel The chemical history of a candle behandelt het hoe en waarom van kaarsen. Wat gebeurt er in een kaarsvlam? Waar komt de kleur vandaan? Hoe komt het dat een kaars zo mooi gecontroleerd brandt? Faraday geeft antwoord.

Het boek is tegenwoordig, vrij van auteursrechten, te downloaden.

Met een gewone keukenweegschaal kun je zelf de brandsnelheid van een kaars meten. Het kan bijna niet eenvoudiger: zet een kaars op de weegschaal, schrijf het gewicht op, steek hem aan en kijk wat er gebeurt. Als je de kaars een tijdje laat branden en braaf iedere minuut het gewicht opschrijft, kun je vrij aardig uitrekenen hoe snel de reactie verloopt. Dat betekent dat je niet alleen kunt becijferen hoeveel CO2 je kaars per minuut uitstoot maar bijvoorbeeld ook hoeveel energie je precies gebruikt bij het branden van een kaars.

De BOEM-redactie had bij de proef beschikking over een digitale weegschaal die tot drie cijfers achter de komma nauwkeurig is. Dat is natuurlijk niet nodig. Je kunt ook een doodgewone keukenweegschaal gebruiken. Om te compenseren voor de verminderde nauwkeurigheid, moet je het experiment gewoon wat langer maken: twee of drie uur branden zou meer dan genoeg moeten zijn om een redelijke inschatting van het verbruik te kunnen maken.

Na de eerste paar minuten gebruikte onze kaars gemiddeld 112 milligram kaarsvet per minuut. Als we voor het gemak even uitgaan van een kaars van paraffinewas (verbrandingswarmte ongeveer 48 kJ per gram), dan is het verbruik ongeveer 5,4 kJ per minuut, ofwel 90 joule per seconde, ofwel 90 watt – net zoveel als een felle gloeilamp of acht spaarlampen. Tegen een lichtopbrengst die ongeveer naar schatting tachtig keer lager is dan die van en gloeilamp.

Natuurlijk: kaarsen gebruik je niet omdat ze zo’n ontzettend hoog rendement hebben. Kaarsen zijn voor de gezelligheid. Toastje, olijven, fles wijn, haar los, benen op de bank: niet geschikt voor spaarlampen.

Maar stel je even voor dat de kaars pas deze week uitgevonden was en dat jij als uitvinder probeert je nieuwe product te slijten aan een fabrikant: belachelijk inefficiënt en brandgevaarlijk op de koop toe, maar wel heel knus. Tsja.

Auteur: Ernst Arbouw