1. DO SOL AO
AQUECIMENTO
1. 1. Energia – Do Sol
para a Terra
1.1.2. Lei de Stefan-Boltzmann e
Lei do deslocamento de Wien
1.1.1. Emissão e absorção de radiação
• Qualquer que seja a sua
temperatura (superior a 0 K), um
corpo emite energia sob a forma
de radiação devido à agitação
térmica das suas partículas.
• De acordo com a Teoria
Corpuscular, a temperatura de
um corpo é uma medida da
agitação térmica das suas
partículas.
• À radiação emitida deste modo chama-se radiação térmica.
• A radiação térmica é, igualmente, radiação electromagnética: a
designação “térmica” apenas caracteriza a causa que o provocou
– a temperatura.
1.1.2. Lei de Stefan - Boltzmann
DE QUE DEPENDE A QUANTIDADE DE ENERGIA
EMITIDA POR UMA SUPERFÍCIE?
• Temperatura a que o corpo se
encontra - T
• Tendência de um corpo para emitir
radiação (emissividade) - e
• Área da superfície emissora - A
MODELO DO
CORPO NEGRO
• Corpo negro – corpo ideal que absorve a quantidade máxima
possível de radiação incidente. Como não reflecte, nem transmite
qualquer tipo de radiação é também um emissor perfeito (e = 1)
1.1.2. Lei de Stefan - Boltzmann
P = eAT
Potência total
emitida (W)
Emissividade
do material
4
•e = 1, para um corpo negro (absorve
e emite o máximo de radiação)
•e = 0, para um corpo completamente
reflector (não absorve nem emite
radiação)
Temperatura
(K)
Área da
superfície
Constante de
StefanBoltzmann
1.1.2. Lei do deslocamento de Wien
• Os corpos não emitem com a mesma intensidade todos os
comprimentos de onda.
• Absorvem radiação de acordo com o seu factor de
absorção;
• Emitem radiação de todas as frequências, de acordo com
a sua temperatura, embora umas com mais intensidade que
outras;
• Os corpos apresentam
“cores” diferentes
conforme a temperatura
a que se encontram.
1.1.2. Lei do deslocamento de Wien
máx
3
2,89810
=
T
Quanto maior a temperatura dum
corpo, menor será o comprimento
de onda da radiação com intensidade
máxima que ele emite;
• Terra (300K) – emite
fundamentalmente na gama do IV;
• Sol (6000K) – emite fundamentalmente
na zona do visível, mais propriamente na
zona do amarelo;
• Corpo a 800ºC emite radiação visível,
apresentando uma cor vermelha, embora
a maior parte da energia emitida
pertença à região dos IV;
1.1.1. Emissão e absorção de radiação
• O poder absorvente de um corpo depende da frequência da radiação incidente,
da temperatura a que o corpo se encontra e da natureza da superfície;
• Em simultâneo com o processo de absorção, ocorre o processo de emissão de
energia, o que permite aos corpos estar em equilíbrio térmico com a vizinhança;
1.1.1. Emissão e absorção de radiação
• Uma superfície negra é boa absorvedora e também boa emissora de
radiação (incluindo radiação visível) – 97% de absorção e emissão; 3% de
reflexão;
Usam-se roupas escuras no Inverno.
• Uma superfície clara é também boa absorvedora e emissora de radiação,
embora não absorva na zona do visível – 95% de absorção e emissão; 5 %
de reflexão;
Usam-se roupas claras no Verão.
• Uma superfície espelhada é boa reflectora de radiação e,
consequentemente, má absorvedora e má emissora de radiação – 90% de
reflexão; 10 % de absorção e emissão;
Não são estéticas nem viáveis de fabricar, mas seriam ideais
no Verão.