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Espetro de emissão de corpo negro a diferentes temperaturas

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Espetro de emissão do Sol

Cor verde

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Espetro de emissão térmica de corpo negro (310K (36ºC)) e de um corpo com a temperatura média da Terra (288K (15ºC))

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Compare as figuras e faça uma estimativa dos c.d.o. Para os quais a emissão é máxima para corpos como o Sol e o corpo

humano.

A escala horizontal é muito diferente. No gráfico do Sol a emissão na região do visível é muito estreita e ocorre para um c.d.o. Máximo de 500nm e no corpo

humano e Terra para um máximo16/03/2015 Dulce Campos 7

Equilíbrio térmico da Terra – Lei Zero da Termodinâmica

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Interpretação microscópica e macroscópica

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A Temperatura permite dizer de forma rigorosa o que é frio e o que é quente

Principio experimental

Lei Zero da Termodinâmica

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Balanço energético da Terra

As taxas de absorção e emissão são iguais(energias absorvidas ou emitidas por unidade de tempo e unidade de área)

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Se aplicar-mos a lei de Stefan-Boltzmann ao corpo e vizinhança

𝑰 = 𝜺𝝈𝑻𝟒

𝑰′ = 𝜺𝝈𝑻′𝟒

△ 𝐼 = 𝜀𝜎 (𝑇4-𝑇′4

)(energia emitida- energia absorvida)

Balanço energético da Terra

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Equilíbrio Térmico com a vizinhança

O corpo não ganha nem perde energia, apesar de continuar a emitir e a absorver radiação

△ 𝑰 = 0

Balanço energético da Terra

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Como se explica que a Terra esteja praticamente em equilíbrio térmico?

Balanço energético da Terra

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Só 70% da energia é absorvida pela Terra e esse valor era de

1,23 x1017 J/s

Esta energia distribui-se por toda a superfície da Terra cuja área é

dada por A = 4πR2

Sendo R=6,38x106 m

Temos A= 5,12 x 1014 m2

Logo a energia recebida pela Terra por unidade de tempo e

unidade de área é

1,23 × 1017

5,12 × 1014= 240𝑊/𝑚2

Energia Recebida pela Terra

Balanço energético da Terra

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Energia Emitida pela Terra

𝑰 = 𝝈𝑻𝟒

240𝑊/𝑚2

Energia pode ser calculada a partir da Lei S-B, supondo

a Terra como um corpo negro e a energia da sua

vizinhança de 0K

△ 𝐼 = 𝜀𝜎 (𝑇4-𝑇′4

)

Balanço energético da Terra

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Balanço energético da Terra

O que está mal nos raciocínio que fizemos?

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Balanço energético da Terra

1- a temperatura do espaço não é 0K mas sim de, aproximadamente 3K. Isto significa que também está

a emitir energia;

2- não consideramos o efeito de estufa.

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