Qual a cor do filamento de uma lâmpada incandescente? E de um carvão de churrasqueira? Explique.
Passo 1
O enunciado pergunta qual é a cor do filamento de uma lâmpada incandescente e qual é a cor de um carvão de churrasqueira quando aquecidos, e pede para explicar usando conceitos de radiação térmica. O conteúdo necessário é a radiação de corpo negro e, em particular, a Lei de Wien que relaciona a temperatura de um corpo ao comprimento de onda do pico de emissão.
Passo 2
Um corpo negro ideal emite radiação com espectro contínuo cuja intensidade máxima ocorre em um comprimento de onda
dado pela Lei de Wien:
onde
é a constante de deslocamento de Wien e
é a temperatura absoluta em kelvin.
Passo 3
No filamento de tungstênio de uma lâmpada incandescente, a temperatura típica é da ordem de
. Aplicando a Lei de Wien:
Esse pico está no infravermelho, mas como o espectro é muito amplo, a parte visível (aproximadamente de
a
) recebe contribuição significativa, com maior intensidade em torno de
. O resultado é uma luz com aparência branca ligeiramente amarelada.
Passo 4
No carvão de churrasqueira, a temperatura de superfície durante o brilho costuma ser em torno de
. Novamente pela Lei de Wien:
O pico fica bem no infravermelho, e a cauda do espectro visível que chega até cerca de
é muito mais fraca e concentrada no extremo de maior comprimento de onda. Isso faz com que só vejamos um brilho avermelhado.
Resposta
O filamento de lâmpada incandescente brilha com cor branca-amarelada, e o carvão de churrasqueira brilha com cor avermelhada.