物理＿點燃長短蠟燭在封閉的杯子內，誰先滅※

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密封容器中長蠟燭先熄滅，
是因为高溫二氧化碳 (CO2) 因受熱膨脹、密度減小，隨熱浮力上升並積聚在頂部缺氧區；
此物理現象驗證了火場逃生需 「採取低姿勢」 的科學基礎。
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有一個實驗是：先點燃長短兩根蠟燭，再以透明玻璃杯覆蓋，
形成受限空間（Confined Space），即一個暫時性的封閉燃燒系統。
請問：哪一根蠟燭會率先熄滅？


若單以氣體的「分子量」與「靜態密度」論之，
燃燒產生的二氧化碳（約 44 g/mol）確實重於氧氣（約 32 g/mol）與空氣平均值。
據此推論，二氧化碳應由底部開始堆積，導致高度較低的短蠟燭因優先進入缺氧層而先熄滅。

然而，實務上必須導入理想氣體定律 (PV=nRT) 考量。
燃燒產生的熱能使溫度升高 (T↑)，導致氣體受熱膨脹、體積增加 (V↑)；
在質量 (m) 不變的情況下，密度 (ρ = m/V) 反而會變小。
此時，熱浮力產生的強烈對流會帶動高溫的二氧化碳與水蒸氣迅速上升。
因此，實驗最終的觀察結果是：位於容器頂端缺氧區的長蠟燭先滅。

此現象與火場逃生科學息息相關。火場煙氣受熱浮力影響會產生「分層效應」，
高處佈滿高溫有毒濃煙，而靠近地板處則保有相對低溫且可呼吸的剩餘氧氣。
這正是防災宣導強調「採取低姿勢避難」的物理基礎。

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參考資料：燒杯裡的長蠟燭和短蠟燭 誰先熄滅？