تخزن الشمعة الطاقة الكيميائية في مركبات الهيدروكربون الموجودة فيها، مثل البارافين أو الستايرين. عند إشعال الشمعة، يتم توفير الطاقة لبدء التفاعل الكيميائي الذي يحرق هذه المركبات. ينتج هذا التفاعل طاقة حرارية وضوئية.
الطاقة الحرارية هي الطاقة الناتجة عن حركة الجزيئات. عند احتراق الشمعة، تتحرك الجزيئات في الوقود بسرعة أكبر، مما ينتج عنه ارتفاع في درجة الحرارة. تنتقل هذه الحرارة إلى الهواء المحيط بالشمعة، مما يؤدي إلى تسخينه.
الطاقة الضوئية هي الطاقة الناتجة عن حركة الإلكترونات. عند احتراق الشمعة، تتحرك الإلكترونات في جزيئات الوقود إلى مستويات طاقة أعلى. عند العودة إلى مستويات الطاقة المنخفضة، تطلق الإلكترونات هذه الطاقة على شكل فوتونات، وهي جزيئات الضوء.
وبالتالي، فإن تحويلات الطاقة التي تحدث عند اشتعال الشمعة هي:
- تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة حرارية: يتم تحويل الطاقة المخزنة في مركبات الهيدروكربون الموجودة في الشمعة إلى طاقة حرارية عند احتراقها.
- تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة ضوئية: يتم أيضًا تحويل جزء من الطاقة المخزنة في مركبات الهيدروكربون الموجودة في الشمعة إلى طاقة ضوئية عند احتراقها.
يمكن تلخيص هذه تحويلات الطاقة في المعادلة التالية:
المركبات الهيدروكربونية + الأكسجين → ثاني أكسيد الكربون + الماء + طاقة حرارية + طاقة ضوئية
تستمر هذه التفاعلات حتى يتم استنفاد جميع مركبات الهيدروكربون الموجودة في الشمعة.