Di che colore è la fiamma più calda? L'affascinante scienza del fuoco

Quando si immaginano le fiamme, la maggior parte delle persone immagina un tradizionale fuoco arancione. Tuttavia ci sono molti casi in cui il fuoco non brucia l’arancione. In effetti le fiamme possono coprire l'intero spettro dei colori. Quindi cosa causa la differenza nei colori delle fiamme? Quali sostanze chimiche possono alterare il colore del fuoco? E che ruolo gioca la temperatura? Faremo luce su tutto questo e altro ancora.

Cosa fa sì che le fiamme siano di colori diversi?

Per capire cosa provoca fiamme di colore diverso è importante comprendere la scienza dietro la luce visibile e il fuoco. Innanzitutto l'incendio è una reazione chimica che avviene dopo la combustione quando le molecole chimiche e di gas interagiscono con l'ossigeno. Inoltre non tutto il fuoco esiste sulla scala della luce visibile.

La scala della luce visibile è costituita da qualsiasi radiazione elettromagnetica visibile a occhio nudo. I colori come li conosciamo appaiono come risultato della luce che passa attraverso un prisma. Siamo in grado di percepire colori diversi a causa della loro variazione lunghezze d'onda . Ad esempio il rosso ha la lunghezza d'onda più lunga mentre il viola è quella più corta.

Quando le fiamme appaiono in diversi colori rispondono sia al calore che alle sostanze chimiche. Lo spettro dei colori ordinari del fuoco abbraccia la gamma da relativamente freddo a molto caldo, rappresentata dall'acronimo ROYGBIV in relazione allo spettro dei colori:

• Rosso
• Arancia
• Giallo
• Verde
• Blu
• Indaco
• Viola

Quale colore rappresenta il fuoco più caldo?

Nonostante la sua tonalità ghiacciata, il colore più caldo della fiamma è il viola. A oltre 1650 gradi Celsius, le alte temperature delle fiamme viola possono tagliare con facilità quasi qualsiasi metallo, vetro o roccia. Per questo motivo all'estremità delle torce di saldatura è spesso possibile individuare fiamme viola e blu. (Anche se i saldatori indossano occhiali protettivi per evitare di bruciarsi gli occhi a causa della luce.)

È anche importante notare che le fiamme viola e blu sono prodotte anche dal carbonio e dall’idrogeno presenti nella legna che brucia. Questo è il motivo per cui potresti notare sfarfallii o blu o viola quando sei raccolto attorno al fuoco.

Mentre le fiamme viola possono bruciare le sostanze più dure, le fiamme rosse che sono le più fredde non sono così potenti. Sebbene il rosso possa essere un colore tipicamente focoso, non è la fiamma più calda con temperature che si aggirano tra i 600 e gli 800 gradi Celsius. Potrebbe sembrare una temperatura elevata, ma rispetto alle fiamme blu a 1650 gradi, le fiamme rosse sono piuttosto morbide. Ancora fiamme a questa temperatura possono fondere alluminio, argento puro, stagno, piombo, bronzo e ottone. Fatto divertente: alcune fiamme rosse sono così fredde che sono difficili da individuare ad occhio nudo, ma quelle fiamme a 800 gradi bruceranno di un colore rosso rosato.

Come puoi vedere esiste un legame diretto tra il calore di una fiamma e il colore che brucia un fuoco. Le fiamme più fredde o che iniziano a svanire avranno una tonalità diversa rispetto a un fuoco infuriato o a un fiammifero appena acceso. La quantità di calore ed energia rilasciata durante la combustione è legata alle tonalità delle fiamme. Per rivedere la fiamma più calda nello spettro dei colori è viola e nello spettro visibile è bianca.

Ecco un'analisi più completa delle temperature dei diversi colori delle fiamme e di cosa possono bruciare:

Rossole fiamme bruciano a circa 600-800 gradi Celsius. La più calda delle fiamme rosse può sciogliere sostanze come il magnesio (657° C) il vetro (700° C) e il borace (740° C) mentre la più fredda di queste fiamme può fondere il litio (179° C) il selenio (220° C) lo stagno (232° C) l'ambra (300° C) e lo zinco (419° C).Aranciale fiamme bruciano a circa 1100 gradi Celsius. Queste fiamme possono bruciare il bronzo (910° C), l'oro (1063° C) e il rame (1083° C).Giallole fiamme bruciano a circa 1200 gradi Celsius. Queste fiamme scioglieranno l'arsenico (815° C) il calcio (850° C) l'ottone (900° C) l'argento (960° C) e il radio (960° C).

È interessante notare verde le fiamme non hanno alcun legame con la temperatura ma piuttosto con le sostanze chimiche che le alimentano di cui parleremo di seguito.

Blule fiamme bruciano a circa 1400-1650 gradi Celsius. Ciò rende le fiamme blu più fredde in grado di fondere l'amianto (1300° C), l'acciaio (1460° C) e il cobalto (1490° C) e le fiamme blu più calde in grado di fondere il palladio (1552° C), il minerale di ferro bruno (1570° C) fondendo l'argilla (160° C) e l'agata (1600° C).Indacole fiamme bruciano a poco meno di 1650 gradi. Queste fiamme possono fondere il bronzo di alluminio (1040° C), il quarzo (1470° C), l'ossido di ferro (1570° C) e la sabbia (1550° C).Biancole fiamme bruciano a circa 1300-1500 gradi Celsius. Queste fiamme possono bruciare molti solidi tenaci tra cui l'uranio (1133° C), il nichel (1452° C) e il cobalto (1490° C).Violale fiamme bruciano oltre 1650 gradi. Ciò rende queste fiamme abbastanza potenti da trasformare materiali difficili da sciogliere in pozzanghere come ghisa/ferro forgiato (1200° C) acciaio (1460° C) porcellana (1650° C) e titanio (1670° C).

Quali sostanze chimiche cambiano il colore delle fiamme?

La temperatura non è l’unico fattore determinante del colore delle fiamme. I diversi colori delle fiamme possono anche derivare dai tipi di sostanze chimiche presenti nella sostanza che viene bruciata. Il tipo di combustibile e le sue impurità oltre alla temperatura della fiamma contribuiscono al colore della fiamma.

Certo prodotti chimici nelle candele di legno o altre fonti di combustibile possono innescare fiamme di vari colori alla fonte. Cioè le particelle elementari che illuminano la fiamma ne influenzano il colore tanto quanto la temperatura a cui brucia il fuoco. Queste sono le sostanze chimiche e i materiali responsabili dei vari colori del fuoco:

Rosso:Causato dal cloruro di stronzio o dal nitrato di stronzio. Avvistato in incendi a lenta combustione.Arancia:Causato dalla combustione di particelle di carbonio o cloruro di calcio. Avvistato nella maggior parte dei fuochi, griglie a carbone e caminetti.Giallo:Causato da cloruro di sodio, carbonato di sodio o borace.Verde:Causato da rame o bario. Nessun collegamento alla temperatura.Blu:Causato dal cloruro di rame o dalla completa combustione del carbonio in una fonte di combustibile.Indaco:Causato dall'indio.Bianco:Causato dal solfato di magnesio.Viola:Causato dal nitrato di potassio mescolato con solfato di potassio.

Perché le fiamme arancioni sono le più comuni?

Quando si parla di fuoco, perché le fiamme arancioni sono il colore più (apparentemente) comune? Le fiamme arancioni funzionano a circa 1100 gradi Celsius, collocandole nella gamma media delle temperature della fiamma. La maggior parte degli oggetti organici che le persone bruciano, ovvero il carbone di legno di carta, contengono carbonio. Quindi, quando questi oggetti vengono bruciati, rilasciano particelle di carbonio nella fiamma facendo sì che queste particelle creino fiamme arancione intenso e gialle.

Quando tutte le particelle di carbonio vengono bruciate da una fonte di combustibile – e non ci sono tracce rimanenti da consumare – la fiamma può quindi scintillare in blu o viola in risposta. Ad esempio, i piani cottura e le griglie a gas presentano entrambi fiamme blu perché non rispondono a una fonte di carburante a base di carbonio.