Question

As lâmpadas fluorescentes são mais econômicas que as incandescentes. Por que? Como as lâmpadas fluorescentes emitem luz? É possível acender uma lâmpada fluorescente sem liga-la na rede elétrica? Quais cuidados que devemos ter no descarte das lâmpadas fluorescentes?

Answer 1

A diferença entre os dois tipos de lâmpadas está nos princípios de funcionamento delas.

Lâmpadas incandescentes emitem luz devido ao fenômeno denominado radiação de corpos negros. Todo corpo emite e absorve radiação eletromagnética. Quando a temperatura de um corpo é menor que a temperatura ambiente, ele absorve mais radiação do que emite. Quando sua temperatura é maior que a temperatura ambiente, ele emite mais radiação do que absorve. Quanto maior a temperatura, maior a quantidade e a intensidade da radiação emitida pelo corpo. A certas temperaturas, geralmente da ordem de 1000 Kelvin, todo corpo emite radiação eletromagnética na região da luz visível. Na lâmpada incandescente, quando uma corrente elétrica passa pelo filamento de tungstênio, aquele fiozinho que fica no meio da lâmpada, aquece os átomos que o compõem, devido ao chamado efeito Joule, gerando luminosidade.

Já nas lâmpadas fluorescentes, a luz é emitida pelo fenômeno da fluorescência. A fluorescência é o fenômeno pelo qual uma substância emite luz quando exposta a radiações do tipo ultravioleta, raios X, ou mesmo por raios catódicos, que é o caso deste tipo de lâmpadas. Raios catódicos são feixes de elétrons produzidos quando uma elevada diferença de potencial elétrico é estabelecida entre dois eletrodos localizados no interior de um recipiente fechado contendo gás rarefeito. 
A fluorescência ocorre quando um elétron de uma molécula, um átomo ou nanoestrutura retorna ao seu estado fundamental, depois de ser excitado para um estado quântico mais elevado por algum tipo de energia. No caso dos raios catódicos, esta energia é fornecida pelos elétrons que passam pela câmara com o gás a baixa pressão, que colidem com os átomos do gás, transferindo energia aos elétrons deste. Ao retornar ao estado fundamental, o elétron excitado libera energia na forma de fótons de luz.

A maior parte da energia fornecida na lâmpada fluorescente é transformada em luz e, por esse motivo, ela tem um rendimento muito maior que a lâmpada incandescente, que produz muito mais calor, desperdiçando boa parte da energia que lhe é fornecida. Uma das evidências de que as lâmpadas fluorescentes são mais econômicas é o fato de elas conseguirem atingir a mesma luminosidade que as incandescentes, tendo potência (em WATTS) muito menor que estas. Por exemplo: é possível substituir uma lâmpada incandescente de 60 W por uma fluorescente de 15 W sem prejuízo de luminosidade.

É possível acender uma lâmpada fluorescente sem liga-la à rede elétrica, utilizando outras formas de eletrização: por atrito, indução eletromagnética, ou mesmo uma fonte portátil de energia. Exemplos:

1) Peça para um amigo esfregar um pedaço de papel em um cano de PVC para acumular energia estática e, ao mesmo tempo, esfregue a lâmpada com o plástico para também acumular energia nela. Depois disso, aproxime os objetos e, por causa da transferência de elétrons entre os dois, você terá emissão de luz.

2) Aproxime a lâmpada de uma tela de computador no momento em que ela é ligada e você verá a luz acender.

3) Coloque a ponta da lâmpada grudada na raquete elétrica de matar moscas.

O gás rarefeito no interior das lâmpadas fluorescentes, geralmente, é mercúrio. Além disso, suas paredes internas são revestidas de pó de fósforo. Ambos são muito tóxicos e, por isso, devemos tomar muito cuidado ao descartar as lâmpadas, pois o risco de contaminação é grande. O ideal é levar estas lâmpadas a algum ponto de coleta especializado, onde elas serão encaminhadas de volta aos fabricantes, ou a algum lugar onde se possa fazer o descarte adequado, sem poluir o meio ambiente e sem colocar a saúde de pessoas em risco.

Fico feliz em poder ajudar. Segue aí! ;)