Resumo 1+2+3 - Física - Prof. Paula - ESSP

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Sol e aquecimento

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Sol e aquecimento

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ABSORÇÃO E EMISSÃO DE RADIAÇÃO

Corpo opaco à radiação – não se deixa atravessar pela radiação;

Corpo transparente à radiação – deixa-se atravessar pela radiação;

En.transportada pela radiação incidente = En.rad absorvida + En.rad reflectida + En.rad transmitida.

1=+ ρ +Γ

- Factor de absorção

ρ - Factor de reflexão

Γ- Factor de transmissão

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ABSORÇÃO E EMISSÃO DE RADIAÇÃO

A superfície negra emite uma maior quantidade de radiação para o mesmo

intervalo de tempo - Tem um maior poder emissor

A experiência do quotidiano diz-nos que a superfície negra é também – um

bom absorsor;

A superfície branca e metalizada são – más absorsoras na zona do visível;

Absorvem pouca radiação, e portanto, não a emitem – tem um menor poderemissor na zona do visível;

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CONCLUSÃO

Os corpos que têm boas características emissivas num dado

comprimento de onda, também são bons absorsores (ou absorvedores )

de radiação no mesmo comprimento de onda.

Os maus emissores num determinado comprimento de onda também

são maus absorvedores no mesmo comprimento de onda.

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CORPO NEGRO – EMISSOR IDEAL

I- Intensidade da radiação emitida num dado comprimento de onda;

Λ- Comprimento de onda ;

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Corpo negro

absorve toda a radiação que nele incide (é o absorsor perfeito);

a radiação que emite depende da sua temperatura e é o corpo que mais

radiação emite a essa temperatura (é o emissor perfeito);

a radiação que emite não depende da sua constituição e forma;

tem intensidade máxima de emissão para um comprimento de onda bem

definido, o qual depende da sua temperatura;

a intensidade de emissão tende para zero para comprimentos de onda

muito grandes.

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” Será a zona de intensidade máxima independente da

temperatura?”

Conclusões:

A emitância espectral máxima de um

corpo negro aumenta quando aumenta

a temperatura do corpo;

Quanto maior for a temperatura do

corpo negro, menor é o comprimento

de onda da radiação de emitância

espectral máxima.

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Wilhelm Wien

Físico austríaco.

Prémio Nobel da Física em 1911.

Estabeleceu, em 1893, uma relação simples

entre a temperatura de um corpo e o

comprimento de onda correspondente à

máxima emissão desse corpo

Lei de Wien ou Lei do deslocamento de Wien.

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Lei do deslocamento de Wien continuação…

Enunciado:

O comprimento de onda a que corresponde a intensidade máxima da

radiação varia inversamente com a temperatura absoluta.

A relação exprime-se por:

máx

B

TCom B= 2,898×10-3 mK, a constante de proporcionalidade.

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1-Sabendo que a temperatura a fotosfera do Sol é 6000K,em

que zona do espectro é máxima a potência irradiada pelo Sol

(considerando um corpo negro)?

λmax≈ 5,0×10-7m

2-Sabendo que a temperatura à superfície da Terra é 288K,em

que zona do espectro é máxima a potência irradiada pela Terra

(considerando um corpo negro)?

λmax≈ 1,0×10-5m

Questões problema:

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Resposta às questões problema:

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1-A radiação com λmax ≈ 5×10-7m localiza-se na zona do visível do

espectro electromagnético, nomeadamente no verde-amarelo. É

esta a zona em que é máxima a potência irradiada pelo Sol.

A cor amarela que nós vemos resulta da combinação de luz verde

com luz visível de comprimentos de onda mais elevados que o Sol

também emite com bastante intensidade.

2- A radiação com λmax ≈ 1×10-5m , localiza-se na zona

infravermelho do espectro electromagnético.

É esta a zona onde é máxima a potência irradiada pela Terra.

Este é também o motivo pelo qual nós não conseguimos observar a

terra a emitir radiação.

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Sistema “Terra - Sol”

Sistema macroscópico

Estudo de fenómenos Térmicos

Termodinâmica

Sistema Termodinâmico: Sistema para o qual interessa

considerar a variação da energia interna.

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Determinar a temperatura média da Terra:

Aproximações: Temperatura do espaço exterior - 0KEmissividade da Terra - 1

Pela lei de Stefan-Boltzman I= σ T4

T= 255K= -18ºC

Intensidade da radiação absorvida pelo globo terrestre (70% da energia total emitida pelo

sol):240 W/m2

2/2403437,07,04

7,0 mWtA

ESIabs

σ = 5,67×10-8 Wm-2 K-4

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Sabendo que a temperatura média da Terra é cerca de

15ºC, como justificas a diferença entre a temperatura

média calculada e a esperada?

Questão problema para TPC