O documento discute a transferência de energia da radiação solar para a Terra através de ondas eletromagnéticas. Explica como a frequência, comprimento de onda e amplitude afetam a energia das ondas, e como diferentes tipos de radiação são absorvidos, refletidos ou transmitidos pela Terra e atmosfera. Também cobre como os corpos emitem radiação de acordo com sua temperatura segundo a lei de Stefan-Boltzmann.

1. 1.1 ENERGIA- DO SOL PARA A TERRA
1.1.1 A energia do Sol e a radiação electromagnética
 O Sol e a Terra transferem energia para s sua vizinhança por radiação.
 A radiação é outro nome para as ondas electromagnéticas ou ondas de luz.
 Uma onda transporta energia.
 As ondas electromagnéticas não precisam de um meio para se propagarem.
Propagam-se no vazio.
 A sua velocidade de propagação é a velocidade da luz que apresenta um valor de 300
000 km/s (c=3,0x108 m/s-1)
 Independentemente da sua natureza as ondas podem ser descritas pela amplitude,
frequência e comprimento de onda.
 A frequência é independente do meio em que a radiação se propaga.
 A velocidade de uma onda no vazio calcula-se através:
C=λxf
 A velocidade num determinado meio calcula-se através:
V= λ x f
 Quanto maior for a frequência de uma onda menor será o seu comprimento de onda.
 A energia de uma onda depende da sua amplitude.
 Ondas com a mesma amplitude:
o Tem maior energia a que tiver maior frequência ou menor comprimento de
onda.
 Ondas com a mesma frequência ou mesmo comprimento de onda:
o Tem maior energia a que tem maior amplitude

2. CONJUNTO DE RADIAÇÕES ELECTROMAGNETICAS
 Para um determinado comprimento de onda na faixa do visível a luz tem
uma dada cor.
 A luz visível (luz com cor) esta num intervalo estreito de comprimentos de
onda.
 Um corpo é opaco a uma radiação quando não a transmite. Caso contrário
é transparente a essa radiação.
O QUE ACONTECE À RADIAÇÃO ELECTROMAGNÉTICA QUE INCIDE NO NOSSO PLANETA?
 Parte da radiação é absorvida, reflectida ou transmitida.

3.  Radiação que incide na Terra perpendicularmente no topo da atmosfera
terrestre, em todos os comprimentos de onda é cerca de 1370 J/m2 que é
equivalente a 1370 W/m2.
 30% Da radiação incidente é reflectida na atmosfera, nas nuvens e na
superfície terrestre que se designa por ALBEDO.
o 20% Reflectida pelas nuvens
o 6% Reflectida pela atmosfera
o 4% Reflectida pela superfície
 A potência da radiação que é absorvida pelo planeta é:
Preflectida=0,70 x S x π x Rt2

4. 1.1.2 RADIAÇÃO EMITIDA PELOS CORPOS
1.1.2.1 INTENSIDADE DA RADIAÇÃO EMITIDA EM CADA COMPRIMENTOS DE ONDA
 Corresponde ao espectro de radiação térmica de um corpo negro. Um corpo
negro é um corpo ideal com as seguintes características:
o Absorve toda a radiação que nele incide;
o A radiação que emite depende da sua temperatura e, a essa
temperatura, é o corpo que mais radiação emite (é um emissor
perfeito);
o A radiação que emite não depende da sua constituição e forma;
o Apresenta uma intensidade máxima de emissão para um comprimento
de onda = 500 nm;
o A intensidade da sua emissão tende para zero para comprimentos e
pequenos e grandes.
 Intensidade total da radiação emitidapor um corpo negro calcula-se:

5. 4
 I=σ x T :lei de Stefan- Boltzmann: a intensidade total emitida por um
corpo negro varia com a quarta parte da sua temperatura absoluta.
Mas o que é a intensidade da radiação, I?
 Todos os corpos emitem radiação qualquer que seja a sua temperatura.
 Para sabermos a potência total da radiação emitida pelo corpo negro ou a
energia que ele emite num dado intervalo de tempo a lei de Stefan toma duas
formas:
P= A σ T4 OU E= A Δt σ T4
 Para corpos reais não se comportam exactamente como um corpo negro.
Calcula se através:
I= e σ T4OU P=e A Δt σ T4
 O e, chama-se emissividade, é um factor numérico compreendido entre 0 e 1
que depende da constituição do corpo emissor.
 A emissividade:
o É igual a 0 para um corpo reflector perfeito (não absorve nenhuma
radiação);
o É igual a 1 para um corpo negro (absorvor perfeito).
o Quanto maior for a emissividade de um corpo, mais radiação absorverá
e mais radiação emitirá.
 Um bom emissor é também um bom absorvor de radiação.
 Quanto maior a temperatura de um corpo negro, maior será a intensidade da
radiação emitida.

6. O que acontece ao espectro de radiação térmica se a temperatura
do corpo negro for maior ou menor?
 Quanto maior for a temperatura, maior será a intensidade total da radiação
emitida (a curva amarela, corresponde à maior temperatura, tem por baixo
uma área maior, logo seguida das curvas vermelhas e verde);
 Há um deslocamento do máximo da curva para os maiores comprimentos de
onda quando a temperatura diminui. É o chamado deslocamento de Wien.
 O valor máximo da curva é tanto maior quanto maior for a temperatura.
 Lei do deslocamento de Wien permite determinar a temperatura da superfície
de uma estrela.
 À temperatura ambiente os corpos emitem radiação infravermelha, por isso
não os vemos às escuras.

7. 1.2Equilíbrio térmico e Lei Zero da termodinâmica
 Um sistema está em equilíbrio térmico quando a temperatura é constante em
todas as suas partes.
 As sensações do quente e frio são uma medida subjectiva da temperatura.
 LEI ZERO TERMODINAMICA: DOIS CORPOS EM EQUILIBRIO TERMICO COM UM
TERCEIRO CORPO FICARÃO EM EQUILIBRIO TERMICO UM COM O OUTRO.
 Temperatura: propriedade comum a todos os corpos que estão ou podem
estar em equilíbrio térmico entre si.
Potência da raiação emitida pela Terra
P = e σ A T4
o Se considerarmos a Terra um emissor perfeito (e=1) fica:
0,7 S π RT2 = 4π RT2σ T4
o Temperatura média do Globo Terrestre:
Tglobo= 255 K = -18 ᵒC
Tsuperfície = 288 K = 25 ᵒC
1.3A radiação solar na produção da energia eléctrica
 Painéis fotovoltaicos são utilizados para produzir energia eléctrica.
 Funcionamento: uma célula fotovoltaica é, em geral, constituída por um
cristal de silício (um semicondutor) em cujos extremos, por acção da
radiação solar, é criada uma diferença de potencial eléctrico, tal como
acontecia no selénio.
 Desvantagens:
o Elevado custo das tecnologias empregues;
o Baixo rendimento no processo de conversão (25%);

8. o Importantes investimentos;
o Ocupação de grandes áreas de terreno.
 Vantagens:
o Não dispõem de partes móveis;
o São inofensivos do ponto de vista ambiental;
o Não produzem cheiros nem ruídos;
 Aplicações:
o Bombagem de água para irrigação;
o Aquecimento de gases ou água para uso industrial;
o Aquecimento de águas sanitárias (casas, hospitais, hotéis) e
águas e piscinas.