Interacção radiação-matéria
A temperatura da atmosfera terrestre depende de dois parâmetros: a) proximidade em
relação ao solo (o ar junto ao solo é mais quente) e b) radiações solares que a atravessam:
as radiações solares ao atravessarem a atmosfera e colidirem com as partículas aí existentes
transferem energia para elas.
Esta absorção de energia pode causar dois efeitos:
- efeito térmico- as partículas utilizam a energia absorvida para
aumentar a sua energia cinética, o que faz aumentar a sua
temperatura;
- efeito químico - as partículas absorvem a energia das radiações, a
qual servirá para desencadear reacções químicas.
Na ausência de efeito químico, a variação da temperatura com a
altitude seguiria o gráfico ao lado.
O aumento (inesperado) de temperatura na estratosfera deve-se à interacção química e
térmica entre a radiação ultravioleta e os gases aí existentes.
O efeito químico da radiação pode ser: a) Quebra de ligações nas moléculas; e b) Ionização
de átomos ou de moléculas. A estas reacções desencadeadas pela luz chamam-se reacções
fotoquímicas ou fotólises.
Da ruptura de ligações, ou seja da dissociação de moléculas, resultam radicais livres –
espécies muito reactivas por terem um electrão desemparelhado, que se representa por uma
pinta. O mais abundante é o OH•. Por ser muito reactivo, desencadeia reacções químicas
noutras moléculas da atmosfera e também nas células. Os seus efeitos são reacções
inflamatórias, envelhecimento e até mutações nas células.
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Interacção radiação-matéria II
Para uma molécula se dissociar, é necessário que a radiação que nela
incide tenha, no mínimo, um certo valor de energia, a que se chama
energia de dissociação. Por exemplo, a energia de dissociação da
molécula de oxigénio é 8,3 x10-19 J, pelo que a radiação que nela
incide terá de ter, no mínimo, esta energia para provocar a reacção
O2 → O• + O•. Na Estratosfera ocorrem, principalmente, dissociação
de moléculas.
Se a radiação tiver energia igual ou superior à energia mínima de
remoção de uma partícula, esta absorve essa energia e perde um
electrão, ionizando-se. Por exemplo, O2 → O2+ + e-. Pelo facto de as
energias de ionização serem relativamente elevadas (> 10-18 J), as
ionizações são mais frequentes na Termosfera e menos na
Mesosfera.
Na Estratosfera, as radiações aí absorvidas têm energia
suficiente para dissociar grande parte das moléculas dos gases aí
existentes, mas não para as ionizar.
Na Termosfera, as radiações aí absorvidas são mais energéticas
e suficientes para formar iões (daí também se chamar Ionosfera
à parte inferior da Termosfera).
A atmosfera funciona como filtro da radiação
solar; deixa passar as radiações de energia
mais baixa e retém (absorve) as de energia
superior.
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