Q16.9 Uma lâmpada incandescente velha ou queimada normalmente possui uma mancha cinza escura no interior do bulbo. O que é isto? Por que não existe um depósito uniforme em toda a parte no interior do bulbo?
Passo 1
O enunciado pergunta sobre aquela mancha escura que aparece por dentro do bulbo de uma lâmpada incandescente velha ou queimada. O conteúdo é de física básica de materiais: a lâmpada tem um filamento de tungstênio que, com o tempo e a alta temperatura, evapora e deixa um depósito na parede de vidro. Para resolver, vamos identificar o que é o material do depósito e depois explicar por que ele não fica distribuído de forma homogênea.
Passo 2
Quando o filamento aquece a temperaturas da ordem de
,K, parte dos átomos de tungstênio sublimam (passam direto do sólido para o gás). Esses átomos voam pelo interior do bulbo até encontrarem uma superfície fria — o vidro — onde se condensam, formando aquele pó cinza-escuro. Ou seja, a mancha é simplesmente tungstênio que saiu do filamento e se depositou na parede do bulbo.
Passo 3
O depósito não fica uniforme porque o transporte dos átomos evaporados depende de gradientes de temperatura e da gravidade. As regiões mais frias atraem mais átomos, e a convecção dentro do bulbo é muito fraca (é praticamente vácuo). Além disso, o topo do bulbo costuma estar mais frio que a lateral ou a base, fazendo com que a maioria dos átomos de tungstênio se condense ali, criando uma mancha escura preferencialmente na parte superior do invólucro de vidro.
Resposta
A mancha cinza-escura é tungstênio evaporado do filamento e condensado na parede do bulbo. Ela não se forma de maneira uniforme porque os átomos evaporados migram até as regiões mais frias (normalmente o topo), onde se depositam preferencialmente.