Sol e aquecimento

1. Sol e aquecimento

2. 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. - Factor de absorção ρ- Factor de reflexão Γ- Factor de transmissão 1= + ρ +Γ

3. 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;

4. 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.

5. Corpo negro – Emissor ideal I- Intensidade da radiação emitida num dado comprimento de onda; Λ- Comprimento de onda ;

6. 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.

8. ” 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.

9. 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.

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

11. Questões problema: 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

12. Resposta às questões problema:

13. 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.

14. Estudo de fenómenos Térmicos Sistema “Terra - Sol” Sistema macroscópico Termodinâmica Sistema Termodinâmico: Sistema para o qual interessa considerar a variação da energia interna.

15. Determinar a temperatura média da Terra: Aproximações: Temperatura do espaço exterior - 0K Emissividade da Terra - 1 Intensidade da radiação absorvida pelo globo terrestre (70% da energia total emitida pelo sol):240 W/m2 • Pela lei de Stefan-Boltzman I= σ T4 σ = 5,67×10-8 Wm-2 K-4 T= 255K= -18ºC

16. Questão problema para TPC Sabendo que a temperatura média da Terra é cerca de 15ºC, como justificas a diferença entre a temperatura média calculada e a esperada?