Como Funciona o Fogo

Tipicamente, o fogo vem de uma reação química entre o oxigênio na atmosfera e algum tipo de combustível (madeira ou gasolina, por exemplo). Claro que a madeira e a gasolina não pegam fogo espontaneamente só porque estão rodeadas de oxigénio. Para que a reação de combustão aconteça, você tem que aquecer o combustível até a sua temperatura de ignição.

Aqui está a seqüência de eventos em um típico incêndio a lenha:

Algo aquece a lenha a uma temperatura muito alta. O calor pode vir de muitas coisas diferentes — um fósforo, luz focada, fricção, relâmpago, algo mais que já está queimando…

Quando a madeira atinge cerca de 300 graus Fahrenheit (150 graus Celsius), o calor decompõe parte do material celulósico que compõe a madeira.

Algum do material decomposto é liberado como gases voláteis. Nós conhecemos estes gases como fumaça. A fumaça é composta de hidrogênio, carbono e oxigênio. O resto do material forma char, que é quase carbono puro, e cinzas, que são todos os minerais não queimáveis na madeira (cálcio, potássio e assim por diante). O carvão vegetal é o que se compra quando se compra carvão vegetal. O carvão vegetal é a madeira que foi aquecida para remover quase todos os gases voláteis e deixar para trás o carbono. É por isso que um fogo de carvão vegetal queima sem fumaça.

A verdadeira queima de lenha então acontece em duas reacções separadas:

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• Quando os gases voláteis estão suficientemente quentes (cerca de 500 graus F (260 graus C) para madeira), as moléculas compostas quebram-se, e os átomos recombinam-se com o oxigénio para formar água, dióxido de carbono e outros produtos. Em outras palavras, eles queimam.

li> O carbono no carvão também se combina com o oxigênio, e esta é uma reação muito mais lenta. É por isso que o carvão vegetal em um churrasco pode permanecer quente por muito tempo.

Um efeito colateral destas reações químicas é muito calor. O facto de as reacções químicas num incêndio gerarem muito calor novo é o que sustenta o fogo. Muitos combustíveis queimam em um só passo. A gasolina é um bom exemplo. O calor vaporiza a gasolina e tudo arde como um gás volátil. Não há carvão. Os humanos também aprenderam a medir o combustível e a controlar um incêndio. Uma vela é uma ferramenta para vaporizar lentamente e queimar cera.

Como eles aquecem, os átomos de carbono ascendentes (assim como os átomos de outro material) emitem luz. Este efeito “calor produz luz” é chamado de incandescência, e é o mesmo tipo de coisa que cria luz em uma lâmpada. É o que causa a chama visível. A cor da chama varia dependendo do que você está queimando e de quão quente ela está. A variação de cor dentro de uma chama é causada por uma temperatura irregular. Tipicamente, a parte mais quente de uma chama — a base — brilha azul, e as partes mais frias no topo brilham laranja ou amarelo.

Além de emitir luz, as partículas de carbono ascendentes podem se acumular nas superfícies circundantes como fuligem.

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Fogo forma uma esfera em microgravidade.

Foto cortesia NASA

O perigoso das reacções químicas no fogo é o facto de serem auto-perpetuantes. O calor da própria chama mantém o combustível à temperatura de ignição, por isso continua a queimar enquanto houver combustível e oxigénio à sua volta. A chama aquece qualquer combustível circundante, por isso também liberta gases. Quando a chama acende os gases, o fogo se espalha.

Na Terra, a gravidade determina como a chama queima. Todos os gases quentes da chama são muito mais quentes (e menos densos) do que o ar ao redor, então eles se movem para cima em direção a uma pressão mais baixa. É por isso que o fogo normalmente se espalha para cima, e é também por isso que as chamas estão sempre “apontadas” para cima. Se você acendesse um fogo em um ambiente de microgravidade, digamos a bordo do ônibus espacial, ele formaria uma esfera!