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A ciência por trás da vela

A ciência por trás da vela

Desde a Antiguidade que as velas são utilizadas para iluminação.

Física

Palavras-chave

vela, combustão, arder, plasma, produtos de combustão, termodinâmica, rápido, pavio, cera, frente de chamas, chama, liberação de calor, oxigénio, hidrogénio, carvão, dióxido de carbono, vapor de água, reação, física

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Cenas

Vela

Estrutura

  • cera sólida - É solida à temperatura ambiente e apenas arde quando vaporizada. É derretida pela chama.
  • cera derretida - É mantida no local pelo rebordo de cera sólida. Sobe pelo pavio, via ação capilar.
  • pavio - A cera derretida sobe por ele, via ação capilar. Depois, como resultado do calor, a cera evapora e queima.

Pavio

  • cera derretida - É mantida no local pelo rebordo de cera sólida. Sobe pelo pavio, via ação capilar.
  • pavio - A cera derretida sobe por ele, via ação capilar. Depois, como resultado do calor, a cera evapora e queima.
  • frente da chama - A superfície da chama. A combustão ocorre à sua volta, isto é, as partículas de fuligem criadas no centro da chama reagem aqui com o oxigênio, produzindo CO₂ e água.
  • interior da chama - O oxigênio não pode entrar nesta região da chama, pois é todo consumido na superfície da chama. No entanto, o calor gerado pela combustão entra nesta região.

Como queimam as velas

  • libertação de calor
  • oxigênio
  • cera em evaporação - Os produtos de decomposição (hidrogênio e carbono) desta queimam na chama da vela.
  • hidrogênio
  • carbono
  • dióxido de carbono
  • vapor de água

Animação

  • cera sólida - É solida à temperatura ambiente e apenas arde quando vaporizada. É derretida pela chama.
  • cera derretida - É mantida no local pelo rebordo de cera sólida. Sobe pelo pavio, via ação capilar.
  • pavio - A cera derretida sobe por ele, via ação capilar. Depois, como resultado do calor, a cera evapora e queima.
  • cera derretida - É mantida no local pelo rebordo de cera sólida. Sobe pelo pavio, via ação capilar.
  • pavio - A cera derretida sobe por ele, via ação capilar. Depois, como resultado do calor, a cera evapora e queima.
  • frente da chama - A superfície da chama. A combustão ocorre à sua volta, isto é, as partículas de fuligem criadas no centro da chama reagem aqui com o oxigênio, produzindo CO₂ e água.
  • interior da chama - O oxigênio não pode entrar nesta região da chama, pois é todo consumido na superfície da chama. No entanto, o calor gerado pela combustão entra nesta região.
  • libertação de calor
  • oxigênio
  • cera em evaporação - Os produtos de decomposição (hidrogênio e carbono) desta queimam na chama da vela.
  • hidrogênio
  • carbono
  • dióxido de carbono
  • vapor de água

Narração

As velas são usadas desde os tempos antigos. Embora a importância delas tenha diminuído com o mundo desenvolvido, ainda podem ser encontradas em muitos lares. No passado, as velas eram feitas de cera de abelhas ou sebo, hoje são normalmente feitas de cera de parafina, que não queima quando está no estado sólido.

Quando acendemos uma vela, a fonte de calor externa inicia o processo de derreter e queimar uma pequena porção da parafina. Quando uma vela queima, a cera perto do pavio derrete. Essa cera derretida é mantida no local pelo rebordo de cera sólida.

O pavio absorve a parafina derretida por ação capilar. Depois, como resultado do calor, a cera vaporiza no pavio e entra em combustão. Como a cera derretida é continuamente consumida, a chama desloca-se para baixo e derrete novas camadas de cera.

A superfície da chama é designada de frente de chama. A combustão ocorre à sua volta, o que significa que é aqui que as partículas de fuligem formadas no interior da chama reagem com o oxigênio do ar, produzindo água e dióxido de carbono. O oxigênio não alcança a parte interior da chama, pois é esgotado na frente de chama durante a combustão. No entanto, o calor gerado pela combustão alcança este local.

A cera em evaporação do pavio decompõe-se devido ao calor. Os produtos de decomposição formam as partículas de fuligem que entram em combustão; este processo é o que dá a cor amarela à chama. As partículas de fuligem passam pela frente de chama, alcançando o gás rico em oxigênio e ardendo. Se o pavio libertar demasiada cera para a chama, são libertadas partículas de fuligem não queimadas para o ar, produzindo uma chama suja.

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