Que estado da matéria é fogo?

Hi Crystalfury X.,

Não, porque a energia não é um estado da matéria, no sentido geralmente ensinado na escola. (Embora estejam relacionados pela equação E = mc2 , como tenho a certeza de que já ouviram falar.)

Os estados da matéria incluem sólido, líquido, gás e plasma. Há alguns outros, incluindo intermediários (por exemplo, cristais líquidos), alguns dos quais existem sob condições extremas de muito alta tecnologia (condensados de Bose-Einstein, matéria degenerada por neutrões, e misturas de quark-gluon); mas, na sua maioria, esses quatro primeiros responderão à maioria das questões de estado da matéria.

Agora, no que diz respeito especificamente ao fogo: Chamas EMIT energia (luz e calor), mas não se diria que são energia. Geralmente os incêndios consistem em misturas de gás reagentes; não são suficientemente quentes para serem considerados plasma porque a maioria das moléculas ou fragmentos são electricamente neutros. As excepções podem ser “fogos” de arcos eléctricos: uma luz de arcos de carbono queima algum carbono, mas é a corrente eléctrica que fornece a energia para uma eventual emissão de luz, e aquece o suficiente para ter alguma ionização presente. E embora os incêndios de madeira queimem uma mistura que começa como gás, a cor amarela de parte da chama é de facto emitida por algumas partículas sólidas ultra-pequenas carbonizadas que se formam quando as reacções da chama tiram primeiro os átomos de hidrogénio das moléculas. Tais partículas são normalmente queimadas ligeiramente mais acima na chama, a menos que o fornecimento de ar seja limitado, então vê-se fuligem a subir da chama. A “fumaça” pode ser ou uma ligeira quantidade de fuligem, ou vapor de água de condensação rápida.

De passagem, devo notar que a maioria das chamas derivadas da madeira ou carvão vegetal não queimam completamente ao CO2 ; normalmente forma-se um pouco de CO (monóxido de carbono). Os fogões a gás de cozinha, se estiverem a arder com uma chama azul de dois cones, são normalmente inofensivos nesse aspecto, mas não queimem mais nada dentro de um espaço fechado, tal como a vossa casa. O CO é bastante venenoso, é por isso que temos detectores de monóxido de carbono a funcionar nas nossas casas!

Pode divertir-se passando o dedo (rapidamente!), ou uma colher de metal, através de uma chama de vela algumas vezes, e depois cheirar a camada fuliginosa resultante. Tem um odor característico de moléculas de carbono insaturadas, ou seja, aquelas que contêm ligações duplas ou triplas entre os átomos de carbono.

Se pensar um pouco sobre a razão pela qual os sólidos e líquidos não podem queimar com uma chama, pode aperceber-se: eles precisam de algo que reaja com oxigénio (normalmente!), e uma fonte de oxigénio. Se tiver ambos numa molécula num sólido ou num líquido, e eles se decompuserem, é provável que caracterizemos o processo como uma explosão – a libertação de energia está tão concentrada no espaço que se propaga vigorosamente através de toda a massa reagente, mais rapidamente do que os produtos de reacção podem sair do caminho. Assim, em muito pouco tempo, todos os produtos de reacção estão a expandir-se a partir de um espaço muito pequeno, destruindo o que quer que esteja no seu caminho. E qualquer clarão que se vê (mesmo antes de se ser explodido em pedaços!) é dos produtos de reacção quente, depois de a reacção já ter tido lugar. Seria um alongamento chamar a isso uma chama, talvez.

–Cheers, Mr. d.

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