Física e Química A – 10º ano                                                                                      Unidade ...
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Do sol para_a_terra_Física_10ºF_Esag

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Absorção e emissão de radiação
- Intensidade da radiação
Radiação térmica, Lei de Stefan-Boltzmann e deslocamento de Wien

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  1. 1. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Radiação: energia transferida através de ondas electromagnéticas Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Aquecimento_global A temperatura média da Terra é em grande parte A temperatura média à superfície da determinada pela radiação que ela recebe do Sol, Terra é aproximadamente constante mas, esta também emite energia, pois, caso contrário, ficaria cada vez mais quente 1 Escola Secundária de Almeida Garrett
  2. 2. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Radiação: energia transferida através de ondas electromagnéticas Espectro da radiação térmica: contínuo Energia total E= E1 (f1) +E2 (f2) + ... de uma radiação Intensidade da radiação incidente numa superfície é a potência incidente por unidade de área P Δt = I A Δt 2 Escola Secundária de Almeida Garrett
  3. 3. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Balanço energético do globo terrestre, em termos de potência Potência da radiação Potência da proveniente do Sol que entra = radiação emitida no Globo terrestre pelo Globo terrestre A potência da radiação solar que alcança a unidade de área da superfície da Terra é denominada constante solar S. ( S= 1367 W m-2) 3 Escola Secundária de Almeida Garrett
  4. 4. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Absorção e emissão de radiação Radiação incidente Radiação reflectida (E) (Er) Radiação absorvida (Ea) Radiação transmitida (Et) De acordo com a lei da conservação de energia: α: absorvidade ou poder de absorção E= Ea+Er+Et ρ: reflectividade ou poder de reflexão 1=α+ρ+τ τ: transmissividade ou poder de transmissão 4 Escola Secundária de Almeida Garrett
  5. 5. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Absorção e emissão de radiação Radiação incidente Radiação reflectida (E) (Er) Radiação absorvida (Ea) Radiação transmitida (Et) 1.  Das propriedades do corpo dependem de α, ρ, τ -  Corpo opaco; τ =0 ; 1=α + ρ -  Corpo opaco e não reflector; 1=α 2.  Da frequência da radiação incidente, ex. - Espelho (ρvisível=1) 5 Escola Secundária de Almeida Garrett
  6. 6. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Radiação térmica •  A radiação térmica é a radiação emitida por um corpo e depende da sua temperatura. •  Apesar de o espectro da radiação térmica variar ligeiramente com a composição do corpo, há uma classe de corpos: corpos negros, que, à mesma temperatura, emitem radiação térmica que apresenta o mesmo espectro. A zona em que os corpos O espectro da radiação emitida é emitem com intensidade contínuo = f (T, λ) máxima desloca-se para maiores frequências à O espectro apresenta um máximo em medida que a temperatura λ=λmáx que depende da temperatura. do corpo aumenta Lei (deslocamento) de Wien : λmáx T = b Onde b= 29 mm K 6 Escola Secundária de Almeida Garrett
  7. 7. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Lei de Stefan-Boltzmann •  Uma das formas de transferir energia é por radiação na forma de ondas electromagnéticas •  A energia emitida por radiação por um corpo por unidade de tempo, ou seja, a potência emitida, é proporcional à área do corpo e à quarta potência da sua temperatura absoluta. P: potência radiada em watts Lei de Stefan-Boltzmann P= ε σ Α T4 A: área do corpo, m2 ε: emissividade do corpo , radiaçãoemitida sup erfície traduz a dependência da natureza da superfície radiaçãoemitida corponegro 0<ε<1 ε= 1: o corpo só absorve ou emite radiação, não a reflecte: corpo negro € ε= 0: o corpo não absorve nem emite radiação, só a reflecte 7 Escola Secundária de Almeida Garrett
  8. 8. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra Exercício A Terra absorve energia emitida pelo Sol, uma estrela média de raio igual a 6,96×108 m, que emite radiação cujo o espectro tem o máximo para o comprimento de onda de cerca de 500 nm. A energia emitida pela superfície solar é recebida na Terra ao fim de 8,3 min. Supondo que o Sol emite como um corpo negro, determine: a)  A temperatura a que se encontra a superfície solar;R= 5800 K b)  A intensidade total da radiação emitida pelo sol;R= 6,4×107 W m-2 c)  A intensidade da radiação solar à distância que o separa da Terra; R= 1396 W m-2 8 Escola Secundária de Almeida Garrett
  9. 9. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra A cor das estrelas •  A Terra emite com intensidade máxima numa gama de comprimentos de onda muito maior do que o Sol: a zona IV 9 Escola Secundária de Almeida Garrett
  10. 10. Física e Química A – 10º ano Unidade 11. Energia – Do Sol para a Terra 1.1. Balanço energético da Terra A cor das estrelas •  As estrelas apresentam cores diferentes conforma a temperatura a que se encontram. As mais jovens apresentam cores azul, evoluem para branco, amarelo e depois laranja, vermelho até deixarem de brilhar (região não visível do espectro) 10 Escola Secundária de Almeida Garrett

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