absorção e emissão de radiação

Física e Química A 27.02.2013

Joana Rita Machado Araújo - 16

Vera Lúcia Vilela Trindade Silva - 25

Vitor Emanuel Carvalho Peixoto – 26

10º A

Agrupamento de Escolas Padre Benjamim Salgado

Atividade Prático Laboratorial Absorção e Emissão de Radiação

Física e Química A 2

ÍNDICE

Objetivos …………………………………………………………………………………………………………………………………………….... 3

Fundamentos Teóricos ………………………………………………………………………………………………………………………… 4

Material e Reagentes …………………………………………………………………………………………………………………………... 5

Procedimento ………………………………………………………………………………………………………………………………………. 6

Resultados …………….……………………………………………………………………………………………………………………………… 7

Interpretação dos Resultados ……………………………………………………………………………………………………………… 9

Conclusões …………………………………………………………………………………………………………………………………………… 10

Bibliografia ……………………………………………………………………………………………………………………………..…...……..... 11



OBJETIVOS

Analisar transferências e transformações de energia em sistemas;

Estudar e comparar a absorção da radiação por parte de corpos com superfícies distintas (preta,

branca, alumínio)

Relacionar a taxa de absorção da radiação com a natureza da superfície.

Reconhecer que a radiação pode ser emitida, refletida e absorvida.

Interpretar a evolução da temperatura com a absorção e com a superfície do material.



FUNDAMENTOS TEÓRICOS

A radiação que incide num corpo pode ser absorvida, refletida ou emitida;

As frações de energia incidente que são refletidas, emitidas e absorvidas dependem:

Para radiação da mesma frequência, o fator de emissão é igual ao fator de absorção. (e=α);

Um corpo absorve toda a radiação incidente, não reflete nem transmite (α=1 , ρ=0 , τ=0);

Sabe-se que: P = e x σ x A x T4.

Das propriedades do corpo que recebe a energia (material da superfície, espessura e

acabamento da superfície);

Da frequência da radiação.



MATERIAL E REAGENTES

1 lata pintada de branco;

1 lata pintada de preto;

1 lata coberta de papel de alumínio;

Sensor de temperatura;

Cronómetro;

Lâmpada de incandescência;

Suporte elevador.



PROCEDIMENTO

1º - Colocou-se a lata coberta de alumínio horizontalmente num suporte elevador;

2º - Colocou-se um termómetro (ou sensor de temperatura para resultados mais precisos) no

interior da lata, sem tocar nas paredes do recipiente.

3º - Pôs-se um candeeiro sob a lata a cerca de 5 centímetros de distância;

4º - Ligou-se a luz;

5º - Anotou-se os resultados de 60 em 60 segundos durante 5 minutos;

6º - Realizaram-se as 5 primeiras etapas para a lata branca e preta respetivamente.

Fig. 1 – Esquema da montagem experimental para as três latas.



15,9 16,1 16,8

17,2 17,6 17,9

15

17

19

21

23

25

27

29

0 60 120 180 240 300

Tem

pera

tura

(ºC

)

Tempo (s)

Gráf. 1 - Evolução da temperatura da superfície coberta de alumínio

RESULTADOS

As informações a anotar nesta atividade experimental são: evolução da temperatura (ºC) consoante

a superfície do recipiente e do tempo exposto (s).

Para proceder à anotação dos resultados usou-se:

Cronómetro (alcance: 8,64 x 104; menor divisão da escala: 10

-2);

Sensor de Temperatura (alcance: -40 a +130 ºC; menor divisão da escala: 10-1

)

Para a lata coberta com papel de alumínio obteve-se os seguintes resultados:

Tempo (s) 0 60 120 180 240 300

Temperatura (ºC) 15,9 16,1 16,8 17,2 17,6 17,9

A partir destes resultados, pode-se construir o seguinte gráfico:



15,9 16,3

17,4

18,6

19,8

20,8

15

17

19

21

23

25

27

29

0 60 120 180 240 300

Tem

pera

tura

(ºC

)

Tempo (s)

Gráf. 2 - Evolução da temperatura da superfície pintada de branco

15,9

17,0

19,8

22,7

25,3

27,5

15

17

19

21

23

25

27

29

0 60 120 180 240 300

Tem

pera

tura

(ºC

)

Tempo (s)

Gráf. 3 - Evolução da temperatura da superfície pintada de preto

Para a lata pintada de branco obteve-se os seguintes resultados:

Tempo (s) 0 60 120 180 240 300

Temperatura (ºC) 15,9 16,3 17,4 18,6 19,8 20,8


o

Para a lata pintada de preto obteve-se os seguintes resultados

Tempo (s) 0 60 120 180 240 300

Temperatura (ºC) 15,9 17,0 19,8 22,7 25,3 27,5




INTERPRETAÇÃO DOS RESULTADOS

Como é possível observar-se, o corpo negro (representado pela lata preta) é aquele que, no mesmo

espaço de tempo, sofre um aumento mais significativo da sua temperatura, pois nesse corpo

ocorreu emissão, absorção e muito pouca reflexão de radiação. Uma vez que a temperatura do

interior aumentou significativamente esse corpo absorve muita radiação sendo considerado um

corpo quase negro.

Na lata branca, a temperatura também aumentou, no entanto pouco em comparação à lata preta.

Sendo assim, esta lata emite, absorve e também reflete alguma radiação.

Finalmente a lata cinzenta é a que mais reflete radiação, logo a que menos absorve e

consequentemente, a que atingiu temperaturas mais baixas devido ao seu fraco poder de absorção

de radiação.

Fig. 2 – Poder de emissividade, de absorção e de reflexão de cada tipo de recipiente.

Deste modo, podemos responder às questões pré-laboratoriais:

Por que razão as casas alentejanas são pintadas de branco? O exterior das habitações

alentejanas é pintado de branco porque no Alentejo há muito calor, então o objectivo dos

habitantes é manter a casa o mais fresca possível pois o branco é um bom refletor.

Porque é que a parte interna de uma garrafa-termo é espelhada? A garrafa-termo é espelhada

porque, sendo este tipo de superfície a melhor refletora, será aquela que melhor impedirá a

saída de energia do interior do termo sob a forma de radiação, ou seja serve para evitar as

transferências de energia por radiação, mantendo a temperatura do interior.



CONCLUSÃO:

Um corpo branco reflete grande parte da radiação incidente. A temperatura aumenta de uma forma

muito lenta, não sofrendo grandes oscilações num espaço de tempo considerável.

Um corpo preto sofre um aumento de temperatura bastante considerável quando exposto a uma

radiação num determinado intervalo de tempo, devido ao seu forte poder de absorção.

Um corpo revestido de alumínio tem um elevado poder de reflexão, assim, a energia que é refletida

não é absorvida, logo não contribui para o aumento da temperatura do corpo. Devido a este facto,

o corpo cinzento sofre uma variação de temperatura pouco relevante.

Como tal pode-se inferir que a superfície de um corpo está diretamente relacionada com a

absorção da energia por parte do mesmo.

Fig. 3 – Lata preta, espelhada e branca.



BIBLIOGRAFIA

http://www.notapositiva.com/resumos/fisicoquimica/dosolaoaquecimento.htm

CALDEIRA, Helena; BELLO, Adelaide – Ontem e Hoje 10, Física. 1ª ed. Porto. Porto Editora, 2008

VENTURA, Graça; FIOLHAIS, Manuel; FIOLHAIS, Carlos; PAIVA, João; FERREIRA, António José - 10FA,

Física; 1ª ed. Lisboa. Texto Editores, 2008.

absorção e emissão de radiação

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