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 \lambda_{\text{max}} dado pela Lei de Wien:
\lambda_{\text{max}} = \frac{b}{T}
onde b\approx 2,9\times10^{-3}\,\text{m}\cdot\text{K} é a constante de deslocamento de Wien e T é a temperatura absoluta em kelvin.

Passo 3

No filamento de tungstênio de uma lâmpada incandescente, a temperatura típica é da ordem de T_{\text{fil}} \approx 2800\,\text{K}. Aplicando a Lei de Wien:
\lambda_{\text{max}} = \frac{2,9\times10^{-3}}{2800}\approx 1{,}0\times10^{-6}\,\text{m}=1000\,\text{nm}.
Esse pico está no infravermelho, mas como o espectro é muito amplo, a parte visível (aproximadamente de 400 a 700\,\text{nm}) recebe contribuição significativa, com maior intensidade em torno de 600\,\text{nm}. 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 T_{\text{carvão}}\approx1000\,\text{K}ã. Novamente pela Lei de Wien:
\lambda_{\text{max}} = \frac{2,9\times10^{-3}}{1000}\approx2{,}9\times10^{-6}\,\text{m}=2900\,\text{nm}.
O pico fica bem no infravermelho, e a cauda do espectro visível que chega até cerca de 700\,\text{nm} 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.

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