O maçarico, instrumento usado pelos funileiros, possibilita obter altas temperaturas, necessárias para se fundir a solda e a peça metálica que se deseja soldar. Para isso, os funileiros regulam o maçarico, ajustando as quantidades de ar (oxigênio) e combustível (acetileno) pela cor da chama. Qual a relação entre a cor da chama e a temperatura?

Passo 1

O enunciado diz que o funileiro regula as quantidades de ar (oxigênio) e combustível (acetileno) observando a cor da chama do maçarico, e pergunta qual é a relação entre essa cor e a temperatura. O conteúdo envolve espectro de emissão de um corpo quente (chama), conceito de mistura estequiométrica e tipos de chama (rica, neutra, oxigenante).

Passo 2

Quando a mistura é rica em combustível (falta oxigênio), a chama fica amarela-alaranjada por conta da incandescência de partículas de carbono (soot) e atinge temperaturas em torno de 1100circC a 1500circC. Na mistura estequiométrica (“chama neutra”), o calor é máximo e a chama adquire coloração azul-clara, com temperatura chegando a cerca de 3100circC. Se houver excesso de oxigênio (“chama oxigenante”), a chama assume um azul mais intenso e pontiagudo, indicando ligeiro aumento na taxa de reação, com temperatura similar ou um pouco superior à da chama neutra.

Passo 3

Do ponto de vista da física de radiação, uma chama pode ser aproximada como um corpo quente que emite luz com um espectro contínuo. A Lei de Deslocamento de Wien dá a relação entre temperatura T e comprimento de onda de pico lambdamax:
lambdamax , T = 2,898times 10^-3 mcdot K
Isso mostra que, à medida que T aumenta, lambdamax diminui, e a cor percebida desloca-se para comprimentos de onda menores (vermelho to amarelo to branco to azul).

Passo 4

Portanto, a cor da chama fornece um indicador qualitativo da sua temperatura: chamas avermelhadas ou amareladas são mais frias; chamas branco-azuladas são muito quentes. No maçarico, faz-se a regulagem até obter a zona de chama azul-clara (neutra), pois é aí que se atinge a temperatura máxima necessária para soldar (cerca de 3100circC).

Resposta

A cor da chama é inversamente relacionada ao comprimento de onda dominante emitido e, portanto, diretamente relacionada à temperatura: cores mais avermelhadas/amareladas correspondem a temperaturas mais baixas ( approx 1100 1500circC), enquanto chamas azul-clara ou azul-intensa indicam temperaturas mais altas ( approx 3000 3200circC).

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