Sala Zero: Por que o fogo queima e pode ter várias cores diferentes?

Por que o fogo queima?
por Tiago Jokura

1. O fogo é resultado de uma reação química provocada por três ingredientes: oxigênio, combustível e calor. Quando eles se juntam, o oxigênio reage com o combustível, numa violenta oxidação*, chamada de combustão.
2. O combustível é a substância que "queima" e pode ser sólido, líquido ou gasoso. Para reagir com o oxigênio, ele deve ser aquecido até uma temperatura mínima - cada material tem a sua. Para iniciar a combustão, a temperatura de ignição da madeira é de 230 ºC.
3. A combustão libera energia em forma de calor e de luz - provocando a chama. O calor do fogo na madeira, por volta de 800 ºC, é o que alimenta e propaga a combustão. Combustíveis orgânicos como a madeira - com carbono na composição - geram fumaça ao queimar.
4. A queima da madeira gera cinzas. À medida que o combustível é consumido, a chama e o calor diminuem até o fogo sumir. Para apagar qualquer fogo, é só afastar o oxigênio - abafando o fogo, por exemplo - eliminar o combustível ou diminuir a temperatura da reação.

• Enferrujamento também é uma reação de oxidação, porém, bem mais lenta do que a combustão.

* Na oxidação, os átomos do gás oxigênio (O2) se separam para se combinar com outros elementos químicos.

Fonte - Peter Tiedemann, do Instituto de Química da USP

Por que o fogo pode ter várias cores diferentes?
por Tarso Araújo

Porque a cor do fogo depende da temperatura em que ele queima e, geralmente, cada parte da chama tem uma temperatura diferente. A cor do fogo, na verdade, é resultado da cor da luz que ele emite. Essa luz é formada por fótons, partículas muito pequenas que se comportam como uma onda eletromagnética. Dependendo do comprimento dessa onda, ela terá uma coloração diferente. O tamanho da onda, por sua vez, depende da quantidade de energia que ela carrega: quanto mais energia, mais curta é a onda. As ondas "menores" são azuis, enquanto ondas "maiores" são vermelhas. A base da chama de uma vela, por exemplo, tem muito calor e forma ondas de luz com muita energia, mais curtas e mais azuladas. A parte alta tem menos calor, portanto forma ondas com menos energia, mais longas e mais avermelhadas. Alguns combustíveis específicos podem acrescentar novas cores às chamas. Quando o interior do seu fogão está sujo, por exemplo, o fogo dele pode ficar verde por causa da sujeira, o que pode ser perigoso. Já o metanol, combustível usado pelas equipes da Fórmula Indy, tem uma chama invisível. Para poder combater os eventuais incêndios nos boxes, as equipes acrescentam algumas impurezas no combustível, que deixa de ser incolor.

CHAMA ACESA

O fluxo de ar ao redor da vela colore os diferentes tons da chama:

Quando acendemos o pavio, começa uma reação de combustão. O barbante, que é o combustível (e não a parafina, como muita gente pensa), queima na presença de oxigênio, o comburente. O produto da reação são vapores de água e gás carbônico, mais energia sob a forma de calor;
Os gases que se formam com a reação, mais quentes e menos densos, tendem a subir, criando uma corrente de ar para o alto ao redor da chama. O ar que vem de baixo está cheio de oxigênio, enquanto na parte de cima da chama ele está saturado do gás carbônico que acabou de se formar na combustão;
O efeito é o mesmo que soprar uma churrasqueira. O ar que vem por baixo oxigena a combustão, que gera mais calor (cerca de 1 400 ºC), formando uma luz azul. Em cima, com pouco oxigênio e muito gás carbônico, a combustão é mais fraca, a temperatura menor (800 ºC) e a luz amarelada, quase vermelha.

GRAVIDADE ZERO
Num ambiente sem gravidade não existe força para puxar os gases mais densos para baixo e deixar os mais leves subir. Aí não rola aquela corrente de ar ao redor da vela. Assim, o oxigênio e o gás carbônico se espalham uniformemente em todas as direções, criando uma combustão homogênea ao redor do pavio, com essa chama redonda.

VIU ESSA?

Nem tudo que é luz a gente vê! Algumas ondas são "invisíveis" ao olho humano.

Dependendo do comprimento da onda em que a energia se propaga, nossos olhos "veem" ou não - o infravermelho e o ultravioleta passam batido para a visão humana. A faixa ao lado mostra o tamanho de vários tipos de onda.

Por que a base da chama do fogo é azul?

por Guilherme F.S. Dias

Manifestação visível do fogo, a chama resulta do aquecimento até a incandescência de minúsculas partículas de combustível parcialmente queimado. Sua cor depende do material em combustão e da temperatura. Três áreas distintas constituem a chama. A mais interna que consiste em gás não queimado, é escura e fria. No fino manto azulado que a recobre, o combustível começa a reagir com o ar rico em gases do próprio material queimado. O oxigênio da atmosfera difunde, então, a chama no cone externo, de coloração mais violeta. Devido à presença, em alguns tipos de chama, de partículas incandescentes de hidrocarbono, aquele cone assume aspecto amarelado.