Como a fumaça se comporta como um líquido quando resfriada

A fumaça sobe, independentemente da orientação de sua fonte, já que o ar quente sobe transportado por correntes de convecção. No entanto se resfriada, a fumaça se torna mais densa que o ar e cai livremente, comportando-se como um líquido ou como um gás mais pesado do que o ar. Por que a fumaça desce? Quando uma substância está fria, significa que as partículas que a compõem movem-se apenas um pouco e colidem um pouco umas com as outras. Quando uma substância está quente, as partículas se movem muito e colidem umas com as outras o tempo todo.

No ar frio, por exemplo, as moléculas de nitrogênio e oxigênio estão mais próximas do que no ar quente e, portanto, o ar frio tem uma densidade maior do que o ar quente. A temperatura afeta não apenas a densidade dos gases, mas também dos líquidos e, em menor grau, dos sólidos.

A densidade então determina a flutuabilidade de uma substância. Todos sabemos que o ar quente, ou a fumaça, sobe -ou seja, flutua no ar frio-. Mas se a fumaça esfriar e tiver maior densidade que o ar atmosférico ela vai descer -afundar-.

Para um corpo flutuar (subir) na atmosfera, sua densidade deve ser sempre menor que a do ar na atmosfera. Um exemplo é um balão de ar quente. Ele também contém ar, mas esse ar foi aquecido. As partículas de ar estão mais afastadas e a densidade é menor. Porém, a pressão do ar é tão grande dentro quanto fora do balão, o que impede que ele seja comprimido. Embora haja menos partículas dentro do balão, elas compensam colidindo mais violentamente com o interior do balão.

A fumaça pode se comportar como água? Os alunos de graduação John Holland e Jarvis Harris explicam a física por trás de uma "queda de fumaça" em seu projeto final de graduação, com Introdução à Mecânica dos Fluidos e Processos de Transporte, mostrado neste vídeo do canal do Youtube Insider Tech.

Mas o que me chamou a atenção para escrever este post curtinho foi a ideia genial que alguém teve ao inventar um porta-incenso que faz uso deste fenômeno de forma lúdica e quase artística. Ele faz uso daquele incenso do tipo defumador ou cone. Atenção que o "líquido" branco que você vai ver é na verdade fumaça.

Este é realmente um tipo especial de porta incenso com vários designs -conforme mostrado pelas fotos do post-, que tem uma abertura no topo para encaixar o defumador e um furo na borda logo abaixo. A gravidade puxa a fumaça para o recipiente, muito provavelmente de cerâmica, que acaba sendo resfriada abaixo da temperatura ambiente. Assim a mágica acontece.