Χριστούγεννα με τον τρόπο του Ανδρέα

Έφυγε τέτοιες μέρες γιορτινές, πριν εννέα χρόνια.

Ας τον θυμηθούμε με ένα επίκαιρο γραπτό του, εμπνευσμένο από την αγγλοσαξονική παράδοση για την επικοινωνία της επιστήμης. Αυτήν που συνδυάζει την επιστήμη με το κλίμα των Χριστουγέννων και την μετέφερε ο Ανδρέας στα δικά μας χωράφια με τρόπο εμπνευσμένο.

Αυτόν τον τρόπο που εύκολα τον αναγνωρίζουμε όσοι τον συναντήσαμε στα σεμινάρια, στα συνέδρια, στις παρέες κι απ’ τα γραπτά του.

Ο Ανδρέας με αφορμή τις περίφημες χριστουγεννιάτικες διαλέξεις του Faraday στο Βασιλικό Ινστιτούτο (Christmas Lectures) για τη φυσική και τη χημεία του κεριού με το φυτίλι , αναπολεί τα χρόνια της προσωπικής του αθωότητας, παραθέτει την μελαγχολία του Κωνσταντίνου Καβάφη μπρος απ’ τα σβησμένα κεριά της μοναχικής ζωής του και μας ταξιδεύει στους χρόνους και τους τρόπους που οι άνθρωποι κατασκεύαζαν το φωτιστικό κερί.

Η πρώτη ανάρτηση του κειμένου εδώ.

Το κερί

Εσωτερικές εικόνες

Ήταν τότε η λαμπάδα της Ανάστασης,  μεγάλη ίσα με το μπόι του, δεύτε λάβετε φως, κόντευε μεσάνυχτα κι εκείνος, σε μέγεθος ασήμαντος,  έψαχνε, σηκώνοντας το χέρι με τη δική του λαμπάδα, για μιαν άλλη αναμμένη και λευκή, έτσι που σημαδεύοντας με το φιτίλι να μπορέσει να λάβει φως, να ανάψει δηλαδή κι εκείνος,  τότε,  πολύ παλιά ,  πριν από τα  γενέθλια της έκτης Δημοτικού, εκείνα ήταν ένδεκα κι έπρεπε να τα σβήσει όλα μαζί, φύσηξε αλλά δεν τα κατάφερε, έβαλε τα δυνατά του και ξαναφύσηξε,  μερικά έσβησαν,  όχι όμως όλα, ήταν βλέπεις ισάριθμα με τα χρόνια του πάνω στην τούρτα της νονάς, ήρθε μετά και τον επισκέφτηκε ένα κατάλευκο, σε ασημένιο κηροπήγιο,  στο σαλόνι της θείας Μυρσίνης, κι ύστερα τα άλλα τα κεριά του Καβάφη σε μάθημα Λογοτεχνίας στο Γυμνάσιο με καθηγήτρια γυναίκα, καθένα από τα αναμμένα ήταν μια μέρα του μέλλοντος, καθένα από τα σβηστά μια μέρα από το παρελθόν, αλλά κι εκείνα της Κυριακής στον Άγιο Νικόλαο Φιλοπάππου, δεξιά όπως έμπαινες, ήταν βαλμένα οριζόντια και χλωμοκίτρινα, γύρω γυναίκες συνήθως όχι όμορφες, άφηναν χρήματα, έπαιρναν ένα  και το άναβαν, δίπλα τους καντηλανάφτης όρθιος με τη ματιά να ελέγχει τον χρόνο της φωτεινής καριέρας καθενός, και τα ένα σωρό κατακόρυφα μετακινούμενα σε περιφορά επιτάφιου Μεγάλης Παρασκευής, κάπου εκεί στη Δυοβουνιώτου της προσωπικής του πατρίδας, στα χρόνια που ακολούθησαν γνωρίστηκε και με την παράξενη λέξη σπαρματσέτο,  άκουσε και για την καταγωγή του από τις φάλαινες, έμαθε και την άλλη τη λιγότερο παράξενη κερήθρα, αυτή την έφτιαχναν οι μέλισσες του Υμηττού με υλικό που βγάζαν από το σώμα τους,  συνάντησε και το μπατίκ, ζωγραφική σε τεντωμένο ύφασμα με απλωμένο κερί, το κλασικό κερί το ξαναβρήκε μπροστά του, πηγή φωτός στο εργαστήριο φυσικής, με τον φακό να περιμένει να  εστιάσει το φως που ερχόταν με τρομακτική ταχύτητα, μαζί και τα πρώτα ερωτήματα «γιατί το κερί διατηρείται αναμμένο;», «γιατί η φλόγα ανεβαίνει προς τα πάνω;»,  «γιατί αυτά τα χρώματα;»,  «γιατί σβήνει όταν φυσήξουμε;», τα πρόσεχε αναμμένα στην οθόνη του σινεμά σε ταινίες με σενάρια από τους αιώνες που προηγήθηκαν, η Βασίλισσα Χριστίνα με τη Γκρέτα Γκάρμπο ήταν μια από αυτές, άργησε να συνειδητοποιήσει ότι «πριν από τον ηλεκτρικό λαμπτήρα του Έντισον οι νύχτες των ανθρώπων ήταν νύχτες με λυχνάρια, με πυρσούς, με φανάρια ασετιλίνης και με αναμμένα κεριά», αλλά τα κεριά τα ξαναβγήκε μπροστά του και σε νύχτες του εικοστού αιώνα , σαν εκείνο το  διακριτικό στο ρεστοράν, είχε πάει με την αγαπημένη του, και ήταν πάνω στο τραπέζι αναμμένο,  τη φλόγα την είδε λεπτή και ψηλόλιγνη να εκπέμπει κάτι τρυφερό και ακαθόριστο, «κάτι» που έστελνε θαλπωρή , τώρα έχει κεριά σε συρτάρι φυλαγμένα για την επόμενη διακοπή ρεύματος, αλλά τα σβησμένα του Καβάφη γίνονται όλο και περισσότερα . . . . όλο και περισσότερα . . . . .

Του μέλλοντος οι μέρες στέκοντ’  εμπροστά μας 

σα μια σειρά κεράκια αναμμένα –

χρυσά, ζεστά και ζωηρά κεράκια.

Οι περασμένες μέρες πίσω μένουν,

μια θλιβερή γραμμή κεριών σβυσμένων

τα πιο κοντά βγάζουν καπνόν ακόμη, 

κρύα κεριά λυωμένα και κυρτά.

Δεν θέλω να τα βλέπω με λυπεί η μορφή των,  

και με λυπεί το πρώτον φως των να θυμούμαι

Εμπρός κυττάζω τ’ αναμμένα μου κεριά.

Δεν θέλω να γυρίσω να μη διω και φρίξω 

τι γρήγορα που η σκοτεινή γραμμή μακραίνει,

τι γρήγορα που τα σβυστά κεριά πληθαίνουν.      

Κωνσταντίνος Καβάφης, Τα κεριά, 1899

 Λονδίνο 1860

Λονδίνο 1860 και στο ακροατήριο ο βασιλικός σύζυγος πρίγκιπας Αλβέρτος,  ο Κάρολος Ντίκενς αλλά και ένα σωρό παιδιά. Είχαν πάει ν’ ακούσουν τον Μάικλ Φαρανταίη σε μια από τις διαλέξεις του για το αναμμένο κερί.

«Η χημική ιστορία του κεριού» ήταν ο γενικός τίτλος έξι διαλέξεων  που απαντούσαν σε ερωτήματα για τη δομή του κεριού, για το καύσιμο υλικό και για τη φλόγα, για τα προϊόντα της καύσης, τη φύση της ατμόσφαιρας και την αναλογία της αναπνοής με την καύση .

O Faraday ήταν διάσημος για τις εκλαϊκευμένες ομιλίες του πάνω στην επιστήμη.  Απευθυνόμενος σε αμύητους  χρησιμοποιούσε παραδείγματα από την καθημερινή ζωή και συνόδευε τις διαλέξεις με ζωντανή εκτέλεση πειραμάτων.

Στις διαλέξεις του για το κερί χρησιμοποιούσε διάφορα είδη κεριών από ζωική λίπη, από κερήθρα,  από χημικές βαφές,  από παραφίνη.

Γιατί καίγεται το κερί; 

Η φλόγα του κεριού εμπεριέχει ένα σωρό φαινόμενα. Η ερμηνεία «αυτού που συμβαίνει» είναι και μια ενδιαφέρουσα συνάντηση της Φυσικής με τη Χημεία. Τα φαινόμενα είναι :

1. ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ στο φιτίλι για να το ανάψουμε.
2. ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ του φιτιλιού.
3. Συνεχής ΜΕΤΑΒΙΒΑΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ από το υψηλής θερμοκρασίας φιτίλι προς τον στερεό ακόμα κηρό, ο οποίος συγκροτείται από υδρογονάνθρακες .
4. ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ του κηρού μέχρι το σημείο τήξης
5. ΤΗΞΗ του κηρού.
6. ΤΡΙΧΟΕΙΔΗ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ. Ο ρευστοποιημένος κηρός απορροφάται από το φιτίλι και ανεβαίνει
7. Επιπλέον ΑΥΞΗΣΗ ΤΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ του κηρού μέχρι το σημείο ατμοποίησης 8. ΑΤΜΟΠΟΙΗΣΗ των υδρογονανθράκων και διάχυση στην ατμόσφαιρα.
8. ΧΗΜΙΚΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ των θερμών ατμών υδρογονάνθρακα με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας. ΚΑΥΣΗ.
9. ΑΠΕΛΕΥΘΕΡΩΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ,  κατά την καύση,  με μηχανισμό θερμότητας και ακτινοβολίας
10. Όταν ανάψει η φλόγα τα ΘΕΡΜΑ ΑΕΡΙΑ ΑΝΥΨΩΝΟΝΤΑΙ διότι η άνωση είναι μεγαλύτερη από το βάρος τους
11. Στη θέση τους – κάτω – δημιουργείται ΠΕΡΙΟΧΗ ΧΑΜΗΛΗΣ ΠΙΕΣΗΣ
12. Ο ΑΕΡΑΣ  ΜΕΤΑΚΙΝΕΙΤΑΙ προς την περιοχή χαμηλής πίεσης.  «Έρχεται» να καλύψει το κενό
13. Η ΑΔΙΑΚΟΠΗ ΑΝΟΔΙΚΗ ΡΟΗ ΑΕΡΙΩΝ προσδίδει στη φλόγα το ΜΑΚΡΟΣΤΕΝΟ σχήμα της. Είναι σαν να φυσάει συνεχώς από τα κάτω προς τα πάνω
14. Ο ατμοποιημένος κηρός δημιουργεί διάφορα προϊόντα τα οποία συνενώνονται ΣΧΗΜΑΤΙΖΟΝΤΑΣ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΑΙΘΑΛΗΣ.
15. Ο ΑΠΑΛΟΣ ΦΩΤΙΣΜΟΣ του κεριού οφείλεται στην αιθάλη.
16. Το ΚΙΤΡΙΝΟ ΦΩΣ στην άκρη του κεριού είναι η  ακτινοβολία  της πυρακτωμένης αιθάλης, θερμοκρασίας 1200 ⁰C.
17. Η ΓΑΛΑΖΙΑ βάση του κεριού, θερμοκρασίας 1400 ⁰C, οφείλεται σε ακτινοβολία, προερχόμενη από τους δεσμούς άνθρακα-άνθρακα και άνθρακα-υδρογόνου,  κατά τη «διαδρομή» των υδρογονανθράκων προς την ατμοποίηση.
18. Όταν φυσήξουμε για να σβήσει το κερί δημιουργείται ΥΠΟΠΙΕΣΗ . Σύμφωνα με τον νόμο Bernoulli, η μεγάλη ταχύτητα συνεπάγεται μικρή πίεση. Εκεί που φυσάμε, η μειωμένη πίεση σημαίνει και μειωμένη πυκνότητα αέρα άρα και μειωμένη παρουσία του οξυγόνου, του αναγκαίου για τη διατήρηση της καύσης.
19. Όταν σβήσει το κερί, με δεδομένο ότι η άνωση στα σωματίδια αιθάλης υπερνικά τη βαρύτητα,  Η  ΥΨΗΛΗΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΑΙΘΑΛΗ ΑΝΕΡΧΕΤΑΙ.

Ανάβουμε το φυτίλι, εκείνο αποκτά υψηλή θερμοκρασία και μεταβιβάζεται θερμότητα σε όλο το μήκος του φιτιλιού το οποίο διατηρείται σε υψηλή θερμοκρασία.  Με αυτόν τον τρόπο μεταβιβάζεται συνεχώς θερμότητα από το φυτίλι στον κηρό και εκείνος θερμαίνεται και ΛΙΩΝΕΙ. Ο ρευστοποιημένος κηρός απορροφάται στη συνέχεια από το φυτίλι και – λόγω του τριχοειδούς φαινομένου – ΑΝΕΒΑΙΝΕΙ  προς τα πάνω.

Η επόμενη συνέπεια είναι ότι τα  οι υδρογονάνθρακες – οι οποίοι συγκροτούν το κερί – φθάνουν σε υψηλή θερμοκρασία και ΑΤΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ. Οι ατμοί διαχέονται προς τα έξω,  ΑΝΤΙΔΡΟΥΝ ΧΗΜΙΚΑ με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας  και οι χημικοί μιλούν για ΚΑΥΣΗ . Κατά τη χημική αυτή αντίδραση απελευθερώνεται ενέργεια με μηχανισμό θερμότητας και ακτινοβολίας.

Ο ίδιος ο Faraday στις διαλέξεις του έλεγε στο ακροατήριό του πως μπορούν να αποδείξουν εμπειρικά ότι αυτό που καίγεται είναι το ατμοποιημένο κερί. Τους πρότεινε να σβήσουν ένα αναμμένο κερί και στη συνέχεια να πλησιάσουν ένα άλλο αναμμένο κερί Β στον αέρα μερικά εκατοστά πάνω από το σβηστό φιτίλι του Α. Θα διαπιστώσουν τότε ότι η φλόγα «τρέχει» μέσω του κορεσμένου με ατμούς υδρογονάνθρακα αέρα και ξανανάβει το φιτίλι.

Ο ατμοποιημένος κηρός δημιουργεί προϊόντα  τα οποία σχηματίζουν σωματίδια αιθάλης . Το κίτρινο φως στην άκρη του κεριού είναι η λάμψη της πυρακτωμένης αιθάλης. Η γαλάζια βάση του κεριού οφείλεται σε ακτινοβολία προερχόμενη  από τους δεσμούς άνθρακα- άνθρακα και άνθρακα-υδρογόνου στα πολυμερή του κηρού κατά τη «διαδρομή» τους προς την ατμοποίηση και την καύση.  Στο γαλάζιο η θερμοκρασία είναι γύρω στους 1400 ⁰C , στο  κίτρινο γύρω στους 1200 ⁰C  και στο κόκκινο κέντρο της φλόγας γύρω στους 700 ⁰C .

Η μορφή της κατακόρυφης λεπτής φλόγας του κεριού είναι «αποτέλεσμα της βαρύτητας». Τα θερμά αέρα ανυψώνονται αφήνοντας μια  χαμηλής πίεσης περιοχή από κάτω τους. Ο αέρας έρχεται να καλύψει το «κενό».

Ο φελλός ανεβαίνει στο νερό επειδή υπάρχει βαρύτητα. Η ύπαρξη βαρύτητας δημιουργεί ολοένα και μεγαλύτερη πίεση στο νερό καθώς κατεβαίνουμε προς τα κάτω. Η μεγαλύτερη τιμή πίεσης στη βάση του φελλού συνεπάγεται μεγαλύτερη τιμή πιέζουσας δύναμης σε σχέση με εκείνη που ασκείται στο πάνω μέρος του φελλού άρα δημιουργεί άνωση.

Με ανάλογο τρόπο τα θερμά αέρα ανεβαίνουν επειδή η άνωση του αέρα είναι μεγαλύτερη από το βάρος τους τροφοδοτώντας τη φλόγα με νέες «προμήθειες» οξυγόνου. Η αδιάκοπη ανοδική ροή αέρα δίνει στη φλόγα το μακρόστενο σχήμα της. Σε συνθήκες ελάχιστης βαρύτητας τα κεριά καίνε  -εφόσον βέβαια υπάρχει οξυγόνο – με μια αχνή γαλάζια φλόγα.

Από τι το φτιάχνουν σήμερα το κερί; Παλιότερα;