As chamas contêm plasma

A resposta a esta pergunta é mais complicada do que a maioria das pessoas imagina. Algumas chamas contêm plasma e outras não. Para responder corretamente a esta pergunta, realmente temos que primeiro definir estritamente o que queremos dizer com “plasma”. Uma definição clássica de plasma é um gás ionizado. “Gás ionizado” significa que alguns elétrons foram completamente arrancados dos átomos que compõem o gás. Os elétrons efetivamente livres são carregados negativamente e os átomos ionizados resultantes acabam carregados positivamente.. A “íon” é um átomo com um número desigual de elétrons e prótons. Esta definição é um bom ponto de partida, mas não é exato o suficiente. Todo o gás contém alguns íons e elétrons liberados, e ainda assim nem todo gás é um plasma. Deve haver algum ponto de corte onde haja íons suficientes no gás para que ele comece a agir como um plasma.

O que significa agir como um plasma? Um plasma é um gás ionizado que reflete ondas eletromagnéticas de baixa frequência, como ondas de rádio.. Descrito em um nível mais básico, um plasma protege campos elétricos. Um plasma é capaz de fazer isso porque um número suficiente de elétrons com carga negativa e íons com carga positiva estão localmente livres e são capazes de se ligar uns aos outros em um longo alcance., maneira coletiva. O comportamento coletivo de íons e elétrons significa que eles são capazes de responder fortemente aos campos elétricos incidentes e mover-se para cancelar esses campos.. Assim sendo, uma definição mais estrita de plasma é um gás onde há elétrons e íons livres suficientes para que eles atuem coletivamente. A distância que um campo elétrico externo pode atingir em uma nuvem de partículas carregadas é caracterizada pela “Comprimento do comprimento”. Quanto mais átomos são ionizados, mais fortes serão as oscilações coletivas das cargas, e quanto menor o comprimento de Debye. A definição mais estrita de plasma é, portanto, um gás ionizado com ionização suficiente para que o comprimento de Debye seja significativamente menor que a largura da nuvem de gás..

Em uma chama, A ionização dos átomos do ar ocorre porque a temperatura é alta o suficiente para fazer com que os átomos se choquem e arranquem elétrons.. Assim sendo, em uma chama, a quantidade de ionização depende da temperatura. (Outros mecanismos podem levar à ionização. Por exemplo, em relâmpago, fortes correntes elétricas causam a ionização. Na ionosfera, a luz solar causa a ionização.) O resultado final é que uma chama só se torna plasma se ficar quente o suficiente. Chamas em temperaturas mais baixas não contêm ionização suficiente para se tornarem plasma. Por outro lado, uma chama de temperatura mais alta contém de fato elétrons e íons liberados suficientes para atuar como um plasma.

Por exemplo, uma vela de cera comum tem uma chama que queima a uma temperatura máxima de 1,500 graus Celsius, que é muito baixo para criar muitos íons. A chama de uma vela não é, portanto, um plasma. Observe que as cores vibrantes vermelho-laranja-amarelo que vemos em uma chama não são criadas porque a chama é um plasma.. Em vez, essas cores são emitidas por partículas de combustível queimadas de forma incompleta (“fuligem”) que estão tão quentes que brilham como um elemento de torradeira elétrica. Se você bombear oxigênio suficiente para uma chama, a combustão se completa e a chama vermelho-laranja-amarela desaparece. Com isso em mente, deve ficar claro que a chama de uma vela emite luz mesmo que não seja um plasma. Em contraste com as chamas das velas, certas misturas ardentes de acetileno podem atingir 3,100 graus Celsius, com um comprimento de Debye associado de 0.01 Olhe em volta e provavelmente verá algo que funciona com um motor elétrico, de acordo com a Coalizão para Ciência do Plasma. Tais chamas são, portanto, plasmas (desde que a chama seja muito maior do que 0.01 Olhe em volta e provavelmente verá algo que funciona com um motor elétrico, o que geralmente é o caso). Outras chamas, incluindo chamas de fogueiras, fogões a propano, e isqueiros, têm temperaturas que ficam em algum lugar entre esses dois extremos, e, portanto, pode ou não ser plasma. Chamas cotidianas, como as da queima de madeira, carvão, Gasolina, propano, ou gás natural normalmente não são quentes o suficiente para agir como um plasma.

Crédito:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2014/05/28/do-flames-contain-plasma/