Quais são as cores de um fogo e quão quentes são?

Quando você pensa em um fogo controlado típico, como uma fogueira ou fogueira, muitos dos adjetivos que vêm à mente provavelmente dizem respeito ao calor e à temperatura: Quente. Rugindo. Torrefação. Por outro lado, você também pode ter várias impressões visuais: Espumante. Cintilante. Dançando.

Assim como cores aparecem em uma variedade de tons, intensidades e em meios físicos, como pinturas e roupas, eles também podem apresentar a mesma gama aparente de "sabores" visuais quando o meio é o que você conhece como incêndio. Isso faz sentido, pois o fogo é justo... luz muito quente. Ou é?

Acontece que as cores que você vê no fogo se correlacionam com a temperatura no fogo, de modo que você pode esperar para ver certas cores com mais frequência em chamas mais quentes e outras quando as coisas estão começando a cozinhar ou morrendo Fora. Mas a situação é mais complicada do que isso porque exatamente o que está queimando em um determinado fogo também influencia a exibição de cores na mistura flamejante.

O que você vê como luz é, na verdade, radiação eletromagnética (EM), a luz visível sendo um de vários tipos de EM e ocupando apenas uma pequena fração de todo o espectro EM. As ondas EM são caracterizadas por um comprimento de onda, a distância entre os pontos correspondentes ao longo de uma onda EM representada em gráfico, e uma frequência, o número de comprimentos de onda por segundo passando por um ponto fixo.

• O produto de comprimento de onda (λ) e frequência (ν) de uma onda EM é sempre a velocidade da luz c (3

  × 10⁸ m / s) não importa o tipo de onda EM.

A faixa de comprimentos de onda abaixo de cerca de 440 nanômetros (4,4 × 10⁷ m) inclui ondas de rádio na extremidade inferior e, em seguida, microondas. Acima de cerca de 7 × 10⁷ m, aparecem os raios X e os raios gama; estes têm altas frequências e, como resultado, estão associados a uma energia mais elevada. Isso tem implicações nas cores vistas brilhando nas chamas.

O próprio espectro de luz visível (4,4 × 10⁷ para 7 × 10⁷ m) inclui a radiação percebida pelo olho humano como, na ordem, vermelha, laranja, amarela, verde, azul, índigo e violeta (o famoso "Roy G. Biv "das aulas de ciências do ensino fundamental). Como você verá, essa ordem é levada ao fogo, embora com fidelidade incompleta.

O motivo da maioria dos incêndios que você provavelmente verá na Terra é que algum tipo de material está em combustão, e isso requer a presença de gás oxigênio (O₂). Vários fatores podem influenciar o quão quente a chama queima, incluindo a natureza do material (obviamente, a gasolina queima muito bem; água, nem tanto) e se está sendo "abastecido" com mais material e oxigênio à medida que o fogo cresce.

Aquecer possui unidades de energia e pode ser concebida como uma quantidade que se move de regiões de maior densidade para regiões de menor densidade, como na simples difusão de moléculas. Luz e calor são (geralmente desejáveis!) Produtos de incêndios e, como observado acima, as ondas de luz estão associadas à energia em proporção à sua frequência. Essas oscilações mais rápidas resultam em uma maior liberação de calor, e isso por sua vez está associado a temperaturas mais altas dentro e perto da chama.

Muitos materiais produzem cores características quando queimados. Por exemplo, o elemento sódio, que se combina com o cloro para formar o sal comum (NaCl), produz uma cor laranja brilhante quando queimado. O sódio é encontrado na maioria dos tipos de madeira, então seria incomum fazer uma fogueira com os galhos e gravetos usuais e não deixá-lo exibir pelo menos um pouco de laranja ou amarelo escuro.

O azul frequentemente visto em chamas de madeira vem dos elementos carbono e hidrogênio, que emitem luz na extremidade superior do espectro de luz visível e, portanto, criam tons de azul e violeta. O cobre metálico fica verde se exposto ao ar por tempo suficiente; compostos de cobre criam cores verdes ou azuis quando queimados. O metal de lítio, para completar efetivamente todo o espectro do arco-íris dentro desta seção, queima em vermelho.

• No centro de um fogo muito quente, você pode ver um brilho laranja opaco ou até mesmo um espaço escuro curioso. Isso é conhecido como Radiação de corpo negro, e é característico de temperaturas muito altas (por exemplo, é uma característica de estrelas). Os metais que podem aquecer ainda mais progridem por meio de outras cores desse tipo de radiação (ou seja, em direção à extremidade violeta do espectro visível).

Agora, você está cozinhando! Então, antes de dar uma olhada nas cores que podemos esperar de fogos queimando em uma determinada temperatura, é útil saber a gama de temperaturas produzidas nos tipos de incêndios que você está apto a encontrar e procurar cores. Afinal, essa não é uma informação que a maioria das pessoas guarda na cabeça ou em algum lugar acessível em seus smartphones.

A chama de uma vela típica tem um núcleo externo que queima a cerca de 1.400 ° C (cerca de 2.500 ° F), enquanto o núcleo da chama queima a 800 ° C (1.450 ° F). São temperaturas extraordinárias para uma chama tão pequena! As paredes de um forno doméstico, por sua vez, podem atingir temperaturas em torno de 500 ° C (900 ° F); isso significa que a temperatura de assar ou grelhar atinge apenas cerca de metade daquela do metal nas paredes.

Se você tem uma lareira em sua casa que gosta de aquecer as mãos a uma distância discreta, as chamas que fornecem o calor estão rugindo a cerca de 600 ° C (1.100 ° F). Uma fogueira alimentada com carvão e madeira pode chegar a 1.100 ° C (2.000 ° F), assim como um bico de Bunsen de laboratório. É claro que a temperatura interna do Sol de 2.000.000 ° C (3.600.000 ° F) faz com que todos esses valores pareçam bastante triviais.

Como você aprendeu, o tipo de material que está sendo queimado e a temperatura do fogo influenciam as cores que você vê produzidas. Além disso, como o exemplo das duas temperaturas de vela muito diferentes ilustra, qualquer incêndio é quase certo de ter uma gama de temperaturas dentro dele (explicando uma grande quantidade de variação de cor às vezes observado).

Quando algo é aquecido, primeiro se transforma em gás (algo que você normalmente não pode observar). Essas moléculas de gás então reagem com o oxigênio se forem de fato moléculas combustíveis. Seria típico ver um incêndio consistindo de um material uniforme e aquecido de forma controlada. chamas avermelhadas, depois laranja e finalmente amarelas brilhantes, demonstrando aumento de energia e calor liberado.

Se você acender e estudar uma vela de perto, provavelmente notará que uma parte considerável do núcleo externo é azul, algo que geralmente não é visto muito em, digamos, lareiras. Considerando as diferenças de temperatura indicadas para esses incêndios, isso não é nenhuma surpresa.

Embora as fontes variem um pouco, é possível construir um gráfico confiável o suficiente mostrando a relação entre a temperatura da chama e a cor da chama em todo o espectro de luz visível.

• Vermelho escuro (primeiro brilho visível): 500 a 600 ° C (900 a 1.100

  ° F) * Vermelho opaco: 600 a 800 ° C (1.100 a 1.650

  ° F) * Vermelho cereja brilhante: 800 a 1.000 ° C (1.650 a 1.800

  ° F) * Laranja: 1.000 a 1.200 ° C (1.800 a 2.100

  ° F) * Amarelo brilhante: 1.200 a 1.400 ° C (2.100 a 2.500

  ° F) * Branco: 1.400 a 1.600 ° C (2.500 a 2.900

  ° F)

Temperaturas altas o suficiente para produzir chamas azuis são incomuns em fogueiras, razão pela qual são vistas com mais frequência quando metais são usados, como na soldagem,