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Sol e aquecimento
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Sol e aquecimento
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
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 poder emissor na zona do visível;
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.
CORPO NEGRO – EMISSOR IDEAL
I- Intensidade da radiação emitida num dado comprimento de
onda;
Λ- Comprimento de onda ;
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.
” 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.
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.
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
T
Com B= 2,898×10-3 mK, a constante de proporcionalidade.
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:
Resposta às questões problema:
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.
Sistema “Terra - Sol”
Sistema macroscópico
Estudo de fenómenos Térmicos
Termodinâmica
Sistema Termodinâmico: Sistema para o qual interessa
considerar a variação da energia interna.
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
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