A diferença entre a temperatura média calculada de -18°C e a temperatura média real da Terra de cerca de 15°C pode ser justificada pelo efeito de estufa natural. O efeito de estufa ocorre porque a atmosfera terrestre contém gases como vapor de água, dióxido de carbono e metano que absorvem parte da radiação infravermelha emitida pela superfície terrestre e a reemitem de volta para baixo, aquecendo assim a superfície e a troposfera inferior. Este efeito de

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
-
1=+ ρ +Γ ρ - Factor de reflexão
Γ- Factor de transmissão

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:
B
máx
T
Com B= 2,898×10-3 mK, 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 Sistema “Terra - Sol”
Térmicos
Termodinâmica Sistema macroscópico
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
S E
I abs 0,7 0,7 0,7 343 240W / m 2
4 A t
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?