O Fogo

Nesta época natalícia lembrei-me de vos falar um pouco sobre o fogo, pois suponho que ele será um dos elementos presentes no Natal de muita gente. Como parte integrante do calor familiar, penso que seja importante conhecerem-no melhor.

fire

Creio que a informação base que todos sabem sobre o fogo é que para o terem precisam do “triângulo do fogo”: calor, combustível (ou inflamável) e oxigénio. Alguns saberão que em vez de um “triângulo”, trata-se de um “tetraedro”, em que o quarto componente adicional é a reacção em cadeia que tem que acontecer, o que por outras palavras implica que as proporções de oxigénio, combustível e calor não podem ser quaisquer, mas sim aquelas que dêem origem a reacções em cadeia – quem já tentou acender uma fogueira sabe que isto está implícito.

tetraedro.gif

Em algumas imagens poderão ver outros nomes, como “comburente” em vez de “oxigénio”, e/ou “energia de activação” em vez de calor. “Comburente” é a palavra mais geral, sendo o “oxigénio” apenas um caso particular (o mais comum), isto porque o fogo advém normalmente duma reacção de oxidação (reage com o oxigénio), mas não tem que ser necessariamente. A “energia de activação” é talvez uma forma mais correcta de nos referirmos ao calor, pois o próprio conceito já indica que esse calor (energia) tem que ser suficiente para “activar” o fogo (isto é, a reacção em cadeia). Esta fonte de calor deixa de ser necessária após a activação da reacção em cadeia, porque a reacção é exotérmica, isto é, liberta calor, sendo este necessário para que a reacção não pare. De modo semelhante, o retirar de qualquer outro “elemento” ao triângulo impede a reacção em cadeia. Por exemplo, o atirar de um balde de água para cima de uma fogueira tem o efeito de lhe retirar o calor (se o fogo não se apagar significa que este é capaz de produzir calor a uma taxa mais rápida do que aquela com que se lhe tentou retirá-lo com a água). “Sufocar” o fogo, ou retirar-lhe o combustível, são as outras possibilidades.

Mas o que realmente nos fascina não é nada disto, mas sim a beleza da chama. A chama não é mais que uma mistura de gases que estão a reagir entre si e que libertam luz nessa reacção. Nós vemos essa luz. A forma da chama deve-se à forma como os gases são expelidos nas reacções, bem como à forma como sobem (porque, como expliquei no artigo sobre os balões de ar quente, o ar quente sobe). Fora da acção gravítica (aproximadamente, pois até no espaço não existe gravidade zero), o ar quente já não sobe, pelo que a chama tem uma forma esférica neste caso (neste caso o fogo tem que ser movido, pois caso contrário apaga-se devido ao dióxido de carbono que é criado na reacção e que acaba por abafar o fogo). As cores dependem da temperatura da chama. As cores mais comuns são o azul, amarelo, laranja e vermelho. Aparecem por esta ordem na chama de uma simples vela, de baixo para cima, ou seja, do quente para o frio, visto a fonte de calor estar em baixo. Acima do vermelho já não há calor suficiente para se dar combustão, e por isso por aí libertam-se partículas de carbono que não sofreram combustão – o fumo. Podem-se ter diferentes cores para diferentes materiais (é aliás uma técnica laboratorial para identificar elementos numa amostra: ao queimá-la fica-se a saber parte dos elementos contidos por análise da cor da chama). No caso das cores que referi inicialmente, o combustível pode ser basicamente o mesmo (à base de carbono), a diferença estará no facto de a combustão ser completa ou incompleta. Por exemplo, com um bico de Bunsen é possível obter estas cores, pois é possível controlar a entrada de ar na combustão: maior entrada de ar significa que haverá oxigénio suficiente para que a reacção de oxidação da substância combustível seja “completa”, enquanto que na reacção incompleta isso não acontece. A reacção incompleta produz menos energia, daí que a cor seja diferente (mais fria). O leitor poderá estar-se a questionar do porquê de a chama ser normalmente amarela e vermelha na lareira, sendo que esta chama tem disponível todo o ar que quiser – na verdade não tem, porque o ar tem uma baixa percentagem de oxigénio (cerca de 21%), a qual, em cada momento está disponível em concentração insuficiente na reacção (pois por mais oxigénio que exista na atmosfera, o que a reacção “vê” é apenas o oxigénio que está à sua volta, claro). Uma combustão incompleta não consegue queimar todo o combustível, deixando por isso resíduos de carbono (como o fumo e a cinza), ao invés da combustão completa (que normalmente produz apenas dióxido de carbono e água, na combustão de um composto de carbono).

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Bico de Bunsen – usado em laboratório para aquecer substâncias. Este instrumento queima gás, sendo possível controlar o fluxo de gás (como num fogão) queimado (controla a intensidade da chama), bem como a quantidade de ar que entra (controlando a temperatura da chama).

Talvez alguns dos leitores tenham achado estranho que eu me tenha referido ao amarelo, laranja e vermelho como cores mais frias que o azul, sendo normalmente o contrário. Pois é exactamente o contrário, pois aqui refiro-me à luz e não à cor pigmento. O vermelho é considerada uma cor (pigmento) quente, porque para vermos um objecto vermelho significa que este absorve toda a luz (mais energética, e por isso mais “quente”), excepto o vermelho (que corresponde a luz mais “fria”), que é reflectido e nos chega aos olhos. No caso da chama, a luz está a ser produzida aqui, logo se vemos vermelho, é porque foi criada luz vermelha na chama, a qual é mais fria que a laranja (a laranja é menos quente que o amarelo e o amarelo menos que o azul). Em incêndios florestais é ainda possível observar a chama branca, a mais quente de todas (para materiais orgânicos), ocorrendo junto ao solo, onde o calor é maior.

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 Tradução: “Isso não pode ser bom para o aquecimento global.”

Marinho Lopes

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4 thoughts on “O Fogo

  1. Quero agradecer ao autor deste blog por mais um ótimo texto de divulgação científica, que torna o conhecimento físico mais acessível aos cidadãos não especialistas e promove a literacia científica que tanta falta faz em Portugal. Parabéns e continuação do bom trabalho desenvolvido até então! Um abraço.

    P.S.: Não consigo visualizar a última imagem do texto.

    • Obrigado. 🙂 Abraço.

      Em relação à imagem, eu consigo vê-la, mas vou alterar o seu alojamento. Obrigado pela indicação.

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