Propagação por irradiação cebama

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aula de propagação por irradiação aos alunos do CEBAMA

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Propagação por irradiação cebama

  1. 1. PROPAGAÇÃO POR IRRADIAÇÃO prof: chaleilson
  2. 2. IRRADIAÇÃO TERMICA As ondas eletromagnéticas podem se apresentar sob diversos formas: luz visível, raio X , raio infravermelhos, etc. Desses o que apresentam efeitos térmicos mais acentuados são os raios infravermelhos.
  3. 3. PODER EMISSIVO DE UM CORPO Irradiação térmica é a emissão de raios infravermelhos por um corpo, verifica-se que quanto maior a temperatura, maior a intensidade de energia irradiada Poder emissivo ( E ) de um corpo é a relação entre a potencia emitida e a área da superfície emitente ( A) P E A
  4. 4. EXEMPLOS DE ALGUNS PODERES EMISSIVO  Tugstenio a 2450 K E=5,0x105 Wm².  Sol a 5 778 K E= 61x106 Wm²  Ferro fundido a 1600 K E= 11x106 Wm²  O poder emissivo, geralmente expresso em waltts por metro quadrado (W/m²) , depende da natureza da fonte emissora e de sua temperatura, como se pode depreender dos exemplos apresentados na tabela.
  5. 5. LEI DE STEFAN - BOLTZMANN O poder emissivo do corpo negro é diretamente proporcional à temperatura absoluta elevada à quarta potencia.A constante de proporcionalidade vale
  6. 6.  A emissividade e de um corpo qualquer é a grandeza adimensional dada pela relação entre o poder emissivo desse corpo e o poder emissivo do corpo negro à mesma temperatura. E e E CNEvidentemente, sendo o poder emissivo do corpo negro o maior para cada temperatura, a emissividade de um corpo qualquer é sempre menor que 1 ( e < 1). Para o corpo negro, em particular, a emissividade é igual a 1 ( um ) e CN 1
  7. 7.  Tendo em vista a Lei de Stefan – Boltzmann, a relação anterior se torna: E 4 e T 4 ou E e T Aqui nos fornece o poder emissivo de um corpo qualquer em função de uma temperatura absoluta.
  8. 8.  Consideremos um corpo no qual incide energia radiante com a potência Pi. Dessa energia incidente, parte é absorvida, convertendo-se em energia de agitação molecular (potencia Pa ), e parte é transmitida pelo corpo, atravessando-o (potência Pt). Logicamente, devemos ter : Pi=Pr +Pa+Pt
  9. 9.  A proporção de energia refletida, absorvida e transmitida é avaliada através das grandezas adimensionais: refletividade, absorvidade e trasmissividade. Refletividade r de um corpo é a relação entre a potência refletida Pr e a potencia incidente Pt: Pr r Pi
  10. 10.  Absorvidade a de um corpo corresponde à relação entre a potencia absorvida Pa e a incidente Pi: Pa a Pi Transmissividade t de um corpo é dada pela relação entre a potência transmitida Pt e a incidente Pt: Pt t Pi Somando essas três grandezas para o mesmo corpo , teremos : r a t 1 Dizemos que um corpo é atérmico quando é nula a potencia transmitida. Então , da energia incidente, parte é refletida e parte é absorvida. Portanto, nesse caso, a transmissividade é nula (t= 0) , donde: r a 1
  11. 11. EXEMPLOS Para um corpo atérmico de absorvidade a=0,6 , a refletividade varle r= 0,4 , indicando esses valores que 60% da potência incidente é absorvida e 40% é refletida O corpo negro, que evidentimente é ideal, apresenta absovidade a= 1 e refletividade r=0, isto é, ele nada reflete, absorvendo toda a energia radiante nele incidente. O corpo real que mais se aproxima do corpo negro é o “ negro de fumo” ( fuligem ), que reflete apenas 1% da energia incidente.
  12. 12.  De modo geral, os corpos claros e os corpos espelhados apresentam baixa absorvidade e elevada refletividade. Ao contrario, os corpos escuros possuem elevada absovidade e baixa refletividade. Convém não confundir o fenômeno da emissão com o da reflexão. A emissão pressupõe sempre uma anterior uma absorção de energia irradiada por outros corpos ou um fornecimento de energia através de uma fonte, o que não acontece com a reflexão. Verifica-se que todo corpo bom absorvedor é também um bom emissor, o que pode ser percebido pelo que foi visto a respeito do corpo negro, que apresenta a maior absorvidade ( aCN 1) e a maior emissividade ( eCN 1 ) em qualquer temperatura. Essa coincidência entre os valores de emissividade e de absorvidade não é exclusiva do corpo negro.
  13. 13.  Para cada temperatura , qualquer corpo apresenta emissividade e absorvidade iguais: a=e
  14. 14. A GARRAFA TÉRMICA Garrafa térmica ou vaso de Dewar é um aparelho com o objetivo de conservar a temperatura do seu conteúdo, no maior intervalo de tempo possível. Logo, para entender como funciona a garrafa térmica, devemos saber que as paredes dessa garrafa não devem permitir a passagem de calor através delas. A propagação de energia térmica se efetua por três modos diferentes: condução, convecção e radiação. Para evitar trocas de calor por condução, a ampola interna da garrafa é feita de vidro (mau condutor) com paredes duplas, entre as quais se faz vácuo, que quase não conduz calor, já que há poucas moléculas para realizar essa tarefa. Para isolar a garrafa das possíveis correntes de convecção (processo que ocorre com movimento de partículas), coloca-se uma tampa bem fechada.
  15. 15.  A troca de calor por radiação é evitada espelhando as superfícies interna e externa da ampola, assim, as ondas eletromagnéticas são refletidas, tanto do conteúdo para fora como do ambiente para dentro da garrafa. Desta maneira, a temperatura no interior da garrafa é mantida por algumas horas. O sistema não é 100% eficiente, logo, o equilíbrio térmico com o meio ambiente acontece após certo tempo. Atualmente outros materiais isolantes, como o isopor, são utilizados para conservar a temperatura de substâncias dependendo do tempo que precisam ser mantidas.
  16. 16. O QUE SE ENTENDE POR EFEITO ESTUFA? Durante o dia , parte da energia solar é captada pela superfície da Terra e absorvida, outra parte é irradiada para a atmosfera. Os gases naturais que existem na atmosfera funcionam como uma capa protectora que impede a dispersão total desse calor para o espaço exterior, evitando que durante o período nocturno se perca calor. E como tal, o planeta permanece quente. O processo que cria o efeito estufa é natural e é responsável pelo aquecimento do planeta. Certos gases, como o dióxido de carbono, criam uma espécie de telhado, como o de uma estufa, sobre a Terra - daí o nome do fenómeno -, deixando a luz do Sol entrar e não deixando o calor sair. Se não existisse efeito de estufa, a temperatura da superfície terrestre seria, em média, cerca de 34ºC mais fria do que é hoje. O efeito de estufa gerado pela natureza é, portanto, não apenas benéfico, mas imprescindível para a manutenção da vida sobre a Terra. Se a composição dos gases raros for alterada, para mais ou para menos, o equilíbrio térmico da Terra sofrerá conjuntamente.
  17. 17. ESTUFA
  18. 18.  Uma estufa é um recinto com paredes de vidro e o fundo pintado de preto. Incidindo radiação solar, que penetra pelas paredes transparentes de vidro, a energia radiante é absorvida pelo fundo negro, aquecendo-o. graças a isso, esse fundo passa a emitir radiação infravermelhas ( ondas de calor ), às quais o vidro é sensivelmente opaco, isto é, não as deixa atravessar. Assim, a estuda se mantém mais quente que o ambiente externo. O vidro é transparente aos raios infravermelhos do Sol, os quais tem alta frequência ( apenas um pouco abaixo do vermelho) . No entanto, esses raios são absorvidos pelo fundo negro da estufa e são novamente emitidos para o seu interior, porém com frequência muito mais baixa ( calor). A estufa de plantas é muito usada entre os cultivadores de mudas e de flores. Seu telhado é de vidro, acrilico ou plasticos transparente. As plantas absorvem energia radiante e emitem radiação infravermelhas.
  19. 19. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO O espectro eletromagnético fornece a classificação de ondas eletromagnéticas de acordo com sua frequência. Em ordem crescente, as ondas eletromagnéticas variam de ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gama. Palavras-chave: eletromagnetismo, espectro eletromagnético, eletricidade, ondas, luz, frequência, microondas, infravermelho, visível, ultravioleta, raios X, raios Gama.

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