Como o Sol se mantém em chamas sem oxigénio?

28-09-2014 13:05

 

    Artigo baseado numa resposta que elaborei para responder a uma questão colocada por um leitor do Diário de Biologia (http://diariodebiologia.com/), que é um interessante projeto de divulgação científica brasileiro que tem como criadora e responsável a bióloga Karlla Patrícia e para o qual recentemente colaboro.

 

    A resposta a esta interessante questão é, hoje em dia, facilmente explicada pela atual ciência.

 

   Para haver uma reação de combustão, que é uma reação química exotérmica, é necessário existir dois elementos: uma substância que seja combustível e um comburente (normalmente no estado gasoso) na quantidade certa, que normalmente é o oxigénio. Nesta reação química há produção de luz e de calor e dela também resultam outras substâncias, pois numa combustão, as moléculas que compõem o combustível e o comburente são desfeitas e os átomos reorganizam-se dando origem a diversas outras substâncias, como por exemplo o dióxido de carbono e a água. Contudo, as reações químicas que colocam o Sol, e as outras estrelas do universo, a “arder”, fazendo-as parecer enormes bolas ardentes, não são reações de combustão mas sim de fusão nuclear. Se o Sol fosse uma gigantesca fogueira em combustão, então iria de facto apagar-se rapidamente (ou nem sequer teria começado).


Legenda: Imagem referente ao nosso Sol.

Se o Sol fosse uma gigantesca fogueira em combustão, então iria de facto apagar-se rapidamente (ou nem teria sequer começado a arder).

Crédito: DiscoverMagazine

          

    Mas o que é a fusão nuclear? De uma forma simples, podemos dizer que no interior das estrelas (que são formadas maioritariamente por Hidrogénio aquando da sua juventude ou meia-idade), a pressão e a temperatura são tão elevadas, principalmente nos seus núcleos e na ordem de muitos milhares de graus Celsius, que os átomos no interior destas estão muitíssimo agitados e chocam uns contra os outros violentamente, fundindo-se os nucleões dos núcleos atómicos (que estavam unidos por forças fortíssimas). Assim, dois núcleos de Hidrogénio (compostos por um protão e 1 ou 2 neutrões) que normalmente se repelem (como se fossem dois ímanes com o mesmo pólo voltado um para o outro), acabam por ficar tão próximos (devido à pressão enorme a que estão sujeitos) que se fundem, criando um núcleo de um outro elemento, mais pesado (tem mais massa que o hidrogénio), chamado Hélio. Neste processo, há uma ligeira perda de massa, um neutrão, a qual é convertida em energia. Essa quantidade de massa é muito pequena mas como essas reações estão constantemente a acontecer e em cadeia, gera-se muita energia no interior das estrelas, podendo-se calcular a quantidade de energia através da famosa equação de Albert Einstein: E = m.c2 (onde E é energia, m é massa e c2 é a velocidade da luz no vácuo elevada ao quadrado). De notar que a fusão nuclear requer muita energia para se realizar, mas geralmente liberta muito mais energia que consome. Por isso, os cientistas estudam a possibilidade de a realizar no nosso planeta, para se obter energia por outra via que não as já existentes, mas para já este processo ainda não foi inteiramente conseguido por ser extremamente difícil recriar as condições extremas de temperatura e pressão existentes no interior das estrelas. Apenas se conseguiu em situações tais, em que a energia despendida para começar a reação foi superior à energia "capturada" (porque também é um desafio "agarrar" toda a energia libertada).


Na fusão nuclear há uma ligeira perda de massa, um neutrão, a qual é convertida em energia.

Crédito: Universe Today

          

    A energia, resultante da fusão nuclear, faz com que as estrelas emitam luz e calor por radiação (luz e calor por radiação são parte da mesma coisa: radiação eletromagnética) durante milhões ou milhares de milhões de anos.

 

    Resumindo: mesmo não havendo oxigénio disponível para ser utilizado pelo Sol, este continua a “arder” pois o processo que o faz estar em “chamas” é a fusão nuclear, que é diferente da reação química que faz arder as substâncias aqui na Terra e à qual se dá o nome de combustão (e esta sim necessita de um comburente, normalmente o oxigénio, para ocorrer).

 

 

    Fontes: Ciência com Todos (resposta dada pelo colaborador Rui Costa), Infopédia (http://www.infopedia.pt/$fusao-nuclear), Wikipédia (http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_fusion e http://en.wikipedia.org/wiki/Combustion) e Wikiciências (http://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/index.php/Fus%C3%A3o_nuclear e http://wikiciencias.casadasciencias.org/wiki/index.php/Combust%C3%A3o).  

 

 

João Pedro Calafate - Professor/Explicador de Matemática e Ciências, Mestre em Ensino Experimental das Ciências, criador/editor do CcT e colaborador no Diário de Biologia.

 

Revisão científica de Marinho Lopes – Licenciado em Engenharia Física, doutorando em Neurociências na U. de Aveiro, criador do Blog Sophia of Nature e colaborador no CcT

 

Ver a publicação original no Diário de Biologia em: http://diariodebiologia.com/2014/09/como-sol-se-mantem-aceso-sem-oxigenio/

 

Comentários

Como o Sol se mantém em chamas...

Data: 01-10-2014 | De: Graciete Virgínia Rietsch Monteiro. Fernandes

Hoje sinto-me melhor embora ainda com alguns problemas, mas eles vão passar. Eu sou resistetente. Quanto à fusão nuclear o homem conhece-a bem. Já foram lançadas duas dessas bombas em Hiroxima e Nagasaki e há por aí muita bomba nuclear bem guardada. O grande perigo desta bombas na sua utilização pacífica, são os resíduos radioativos que não há onde guardar ou como destruir. Quanto às bombas de fusão nuclear, parece-me um energia mais limpa e mais difícil de conseguir. Terei razão? Um abbraço

Re:Como o Sol se mantém em chamas...

Data: 04-10-2014 | De: João Pedro Calafate

Obrigado cara amiga Graciete pela sua leitura sempre atente e pelo seu "feedback"!
Ainda bem que está melhor e espero que recupera totalmente o mais rápido possível.
Quanto às bombas atómicas que já foram, infelizmente, usadas pelo ser humano, e que refere, resultaram da fissão nuclear e não da fusão nuclear de que falo no artigo. Li que já é possível criar-se bombas tendo em conta o processo físico da fusão nuclear e que embora já criadas e testadas felizmente nunca foram utilizadas em contexto de guerra, pois são muito mais poderosas, e com um poder destrutivo muito maior, do que as de fissão nuclear já utilizadas em Hiroxima e Nagasaki. Não sei se processo é mais limpo para o ambiente mas é certamente muito mais difícil de conseguir do que o da fissão nuclear.
Um abraço e continuação de muitas e boas leituras!

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