Возьмите стеариновую свечу. К нижнему концу прикрепите небольшой грузик и опустите свечу в стеклянный сосуд с водой. Свеча при этом должна плавать, как поплавок (рис. 58). Как долго будет гореть свеча?

рис. 58

Для решения задачи необходимо рассмотреть несколько физических аспектов.

1. Плавучесть:
   Свеча плавает в воде благодаря принципу Архимеда. На тело, погруженное в жидкость, действует сила, равная весу вытесненной жидкости. Поскольку свеча плавает, её вес равен весу вытесненной воды. Это уравновешивание сил позволяет свече оставаться на плаву.

2. Сгорание свечи:
   Свеча горит благодаря процессу сгорания стеарина, который выступает в качестве топлива. Пламя свечи расплавляет стеарин вокруг фитиля, и капиллярное действие поднимает жидкий стеарин вверх по фитилю, где он испаряется и сгорает в кислороде воздуха.

3. Уменьшение массы:
   По мере сгорания части стеарина масса свечи уменьшается, что может влиять на её плавучесть. Если масса свечи станет меньше массы вытесненной воды, свеча начнет погружаться в воду.

4. Влияние фитиля:
   Фитиль играет важную роль в контроле скорости горения. Чем толще фитиль, тем быстрее сгорает свеча, так как больше стеарина поступает в зону горения. Это может ускорить процесс сгорания.

5. Уровень воды:
   По мере сгорания свечи её центр тяжести может изменяться, что влияет на устойчивость. Важно также учитывать, что если свеча будет гореть достаточно долго, уровень воды в сосуде не изменится, но свеча может утратить равновесие и затонуть.

6. Ограничение кислорода:
   Если уровень воды поднимется выше определённой точки, поступление кислорода к фитилю может сократиться, что приведет к затуханию пламени.

В итоге, время горения свечи будет зависеть от начальной массы стеарина, скорости сгорания (зависящей от фитиля), и от того, как долго свеча сможет сохранять плавучесть без нарушения доступа кислорода.