relatório experimental - absorção e emissão de radiação (1)

8/19/2019 Relatório Experimental - Absorção e Emissão de Radiação (1)

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COLÉGIO INTERNACIONAL DE VILAMOURA

Absorção e emissão

de radiaçãoFísica e Qímica ARea!i"ado #or$ Co%s&a%ça Cas&ro


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ÍndiceResmo'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''(

F%dame%&o &e)rico''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''*

• Lei de +&e,a%-.o!&"ma%%''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''/

• Lei do Des!ocame%&o de 0ie%''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''1

Me&odo!o2ia E3#erime%&a!''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''4

• Ma&eria! %ecess5rio''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''4

• Es6ema de mo%&a2em'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''78

• Me&odo!o2ia'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''78

Res!&ados''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''79

• Face bra%ca do cbo de Les!ie'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''79

• Face #re&a baça do cbo de Les!ie'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''7(

Discssão'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''7/

Co%c!são'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''7:

.ib!io2ra;a'''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''98

ResumoEs&a e3#erio com#arar o #oder de

absorção e emissão de e%er2ia #or radiação de s#er,ícies dis&i%&as$

ma s#er,ície #re&a com ma s#er,ície bra%ca? #ermi&ir 6e os

a!%os re!acio%em o #oder de absorção e emissão com a %a&re"a das

s#er,ícies e reco%@ecer 6e a radiação i%cide%&e %m cor#o #ode ser

#arcia!me%&e absor>ida? ree&ida o &ra%smi&ida'

9


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Bara is&o? diri2imos a !" do re&ro#ro=e&or #ara as s#er,ícies

com as carac&erís&icas di,ere%&es? mas 6e &e &oda a radiação

e!ec&roma2%&ica 6e %e!e i%cide? se%do 6e %e%@ma ree&ida o

re,ra&ada'

Fi2' 7 Cor#o %e2ro com#arado com m es#e!@o idea!'

Os co%s&i&i%&es dos cor#os 5&omos? mo!c!as? ies? H

co%&


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Fi2' 9 e ( A2i&ação dos co%s&i&i%&es de cor#os e emissão de o%das e!e&roma2%&icas'

O se=a? os cor#os emi&em radiação em co%se6


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Fi2' / Gr5;co do es#e&ro da radiação &rmica de m cor#o %e2ro a /188K'

Um cor#o %e2ro m cor#o idea! 6e absor>e &oda a e%er2ia

%e!e i%cide%&e? !o2o m absorsor #er,ei&o a radiação 6e emi&e

de#e%de da sa &em#era&ra e? a essa &em#era&ra? o cor#o 6e

mais radiação emi&e? !o2o m emissor #er,ei&o a radiação 6e

emi&e %ão de#e%de da sa co%s&i&ição e ,orma a#rese%&a ma

i%&e%sidade m53ima de emissão #ara m com#rime%&o de o%da bem

de;%ido? o 6a! de#e%de da sa &em#era&ra a i%&e%sidade da sa

emissão &e%de #ara "ero em com#rime%&os de o%da #e6e%os e

&ambm em com#rime%&os de o%da 2ra%des'

Bara sabermos a i%&e%sidade &o&a! da radiação emi&ida #or m

cor#o %e2ro? 6e se re#rese%&a #or I? a ma dada &em#era&ra? &emosde !e>ar em co%&a as i%&e%sidades em &odos os com#rime%&os de

o%da' Essa i%&e%sidade &o&a! dada #e!a 5rea #or bai3o da cr>a %o

es#e&ro de radiação &rmica'

A i%&e%sidade &o&a! da radiação emi&ida #or m cor#o? I? s)

de#e%de da sa &em#era&ra abso!&a? T? e dada #or$ I =σ T 4

em

6e σ sigma ma co%s&a%&e com >a!or /?: 3 78-1 0 m-9 K -*'

Es&a e6ação &rad" a Lei de +&e,a%-.o!&"ma%%? ,ísicos ero#es

6e >i>eram %o sc!o PP' Es&a Lei di" 6e a i%&e%sidade &o&a! da

radiação emi&ida #or m cor#o %e2ro >aria com a 6ar&a #o&


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A i%&e%sidade da radiação #ode &ambm ser descri&a como a

e%er2ia emi&ida #or %idade de &em#o e #or %idade de 5rea? o se=a?

ma #o&er &em#era&ra de

"ero abso!&o' Mas? &a! &em#era&ra? %%ca se a&i%2e' O se=a? &odos

os cor#os emi&em radiação se=a 6a! ,or a sa &em#era&ra'

As es&re!as são ma boa a#ro3imação de m cor#o %e2ro' Mas

os cor#os reais %ão são como os cor#os %e2ros? #e!o 6e? #ara cor#os

reais a Lei de +&e,a%-.o!&"ma%% &em a se2i%&e ,orma$ P=e Aσ T 4

e

I =e σ T 4

o%de e? c@amado emissi>idade? ma ,a&or %mrico 6e

se com#ree%de e%&re 8 e 7? 6e de#e%de da co%s&i&ição do cor#o

emissor' A emissi>idade i2a! a 8 #ara m cor#o ree&or #er,ei&o e

i2a! a 7 #ara m cor#o %e2ro'

Qa%&o maior ,or a emissi>idade de m cor#o? mais radiaçãoabsor>er5 e mais radiação emi&ir5' Assim m bom emissor de

radiação &ambm m bom absorsor de radiação'

Lei do Deslocamento de WienQa%&o maior ,or a &em#era&ra do cor#o? mais a2i&ados es&ão

os ses 5&omos e mo!c!as? #e!o 6e? as am#!i&des das sas

osci!açes >ão ser? em mdia? maiores e as ,re6


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maiores? o se=a? radiam mais e%er2ia' Em co%se6a!or m53imo da

cr>a &a%&o maior 6a%&o maior ,or a &em#era&ra' 5? &ambm? m

des!ocame%&o do m53imo da cr>a #ara os maiores com#rime%&os de

o%da 6a%do a &em#era&ra dimi%i$ o c@amado des!ocame%&o de

0ie%'

Veri;ca-se ai%da 6e o com#rime%&o de o%da em 6e m53ima

a emissão %o es#e&ro da radiação &rmica i%>ersame%&e

#ro#orcio%a! &em#era&ra abso!&a' Es&a re!ação co%@ecida #or Lei

de 0ie% o Lei do Des!ocame%&o de 0ie% e e3#rime-se #or$

em 6e a co%s&a%&e . e

&em >a!or de 9?141 3 78-( m K'

A Lei do Des!ocame%&o de 0ie% di" 6e o com#rime%&o de o%da

a 6e corres#o%de a i%&e%sidade m53ima da radiação >aria

i%>ersame%&e com a &em#era&ra abso!&a' Es&a Lei #ermi&e

de&ermi%ar a &em#era&ra da s#er,ície de ma es&re!a'

:


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Metodologia Experimental

Material necessrioBara rea!i"ar es&a e3#erie-se &i!i"ar o

se2i%&e e6i#ame%&o$

• Cbo de Les!ie ,ace #re&a baça e bra%ca

• Re&ro#ro=e&or

• Cro%)me&ro

• +#or&es %i>ersais

• Garras

• Fo%&e de a!ime%&ação

• +e%sor de &em#era&ra ca!c!adora 2r5;ca

Es!uema de montagemA mo%&a2em !abora&oria! #ara es&a e3#eri


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Fi2' 4 Cbo de Les!ie'

Brimeiro? de#ois de se rea!i"ar a mo%&a2em !abora&oria! e ser

esco!@ida a ,ace do cbo 6e >amos sar? !i2a-se se o re&ro#ro=e&or?is&o? ao mesmo de &em#o de se !i2ar o cro%)me&ro'

De se2ida? de>emos a#o%&ar a &em#era&ra do cbo em cada

de" se2%dos' A ma cer&a a!&ra? começ5mos a ,a"er o mesmo mas

de >i%&e em >i%&e se2%dos' Bor ;m? ;"emos de &ri%&a em &ri%&a

se2%dos'

Ao ;m de cerca de >i%&e e ci%co mi%&os? des!i25mos ore&ro#ro=e&or e co%&i%5mos a ,a"er o mesmo? mas des&a >e" com o

re&ro#ro=e&or des!i2ado' A#o%&5mos as mda%ças de &em#era&ra de

de" em de" se2%dos? de se2ida de >i%&e em >i%&e se2%dos e #or

;m de &ri%&a em &ri%&a se2%dos' Is&o a& &er #assado 6i%"e mi%&os'

A se2%da #ar&e da e3#eri


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Resultados

Face "ranca do cu"o de Leslie

Na #rimeira #ar&e da e3#eri


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O i%s&rme%&o &i!i"ado #ara ca!c!ar o &em#o ,oi m

cro%)me&ro c=a se%sibi!idade de 8?87 se2%dos? co%&do? embora a

i%cer&e"a do cro%)me&ro se=a a i%dicada? a !ei&ra ,ei&a #e!a

obser>ação dos a!%os e? em mdia? o &em#o de reação de

a#ro3imadame%&e 8?9 se2%dos' O i%s&rme%&o &i!i"ado #ara ca!c!ar

a &em#era&ra do cbo &em ma se%sibi!idade de 8?7C'

Qa%&o ,ace bra%ca? a >ariação de &em#era&ra de%&ro do

cbo e%6a%&o o re&ro#ro=e&or es&e>e !i2ado ,oi$

∆ T facebranca=T final−T inicial=32−¿ 97?7 S 78?4 ± 8?7 C

A >ariação de &em#era&ra assim 6e o re&ro#ro=e&or ,oi

des!i2ado ,oi de$ ∆ T facebranca=T final−T inicial=24,8−¿ (9 S -:?9 ± 8?7 C

A >ariação desde o i%icio ao ;m da e3#eri


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Gr5;co 9 Tem#era&ra do ar %o i%&erior do cbo de Les!ie com a ,ace #re&a baça? em C #orse2%do'

O 2r5;co da ,ace #re&a seme!@a%&e ao da ,ace bra%ca #e!o

6e re!acio%a a &em#era&ra de%&ro do cbo? em 2ras C!sis? #or

&em#o? em se2%dos'

Os i%s&rme%&os &i!i"ados #ara ca!c!ar o &em#o e a

&em#era&ra ,oram os mesmos? !o2o as se%sibi!idades são &ambm as

mesmas'

Qa%&o ,ace #re&a baça? a >ariação de &em#era&ra de%&ro do

cbo e%6a%&o o re&ro#ro=e&or es&e>e !i2ado ,oi$

∆ T face pretabaça=T final−T inicial=40,7−¿ 99?9 S 71?/ ± 8?7 C

A >ariação de &em#era&ra assim 6e o re&ro#ro=e&or ,oi

des!i2ado ,oi de$ ∆ T face pretabaça=T final−T inicial=24,1−¿ *8?: S -7? ±

8?7 C

A >ariação desde o i%icio ao ;m da e3#eria!ores das das ,aces do cbo'

79


13/17

8 /88 7888 7/88 9888 9/88

8

78

98

(8

*8

/8

("sor')o e emiss)o das faces do cu"o de Leslie

.ra%co

Bre&o

#empo$ s

#emperatura$%&

Gr5;co ( J%ção dos 2r5;cos de &em#era&ra %o i%&erior do cbo com as ,aces bra%ca e#re&a baça'

Discuss)o5 a co%>icção 6e %ma a&i>idade e3#erime%&a! de>e-se

c@e2ar a m res!&ado e3a&o' No e%&a%&o? @5 6e &er em co%&a 6e

6a!6er medição de#e%de das mais >ariadas co%diçes de rea!i"ação

da e3#erierdadeiro >a!or'

Os res!&ados 6e ob&i>emos %a e3#eriiam-se m #oco do s#os&o' Is&o de>e-se

@5 e3is&ai ser absor>ida em maioria #or essa ,ace? mas

&ambm #e!as o&ras' Be!o 6e os res!&ados %ão são &ão corre&os

7(


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como se ,osse sado m cbo em 6e &odas as ,aces &i>essem as

mesmas carac&erís&icas? %es&e caso? cor'

O mesmo aco%&ece dra%&e a emissão de radiação? #ois %ão

s) a ,ace 6e es&amos a es&dar e &i!i"ar 6e ir5 emi&ir a radiação?mas sim &odo o cbo de Les!ie' É? #ri%ci#a!me%&e? %a emissão de

radiação 6e #odemos &er o maior erro'

Na se2%da #ar&e da e3#eriidade com >a!or de 7?

!o2o %ão m emissor #er,ei&o e? e%&ão? os >a!ores %ão serão i2ais

aos >a!ores de emissão de m cor#o %e2ro'

O&ros erros e crí&icas 6e #odem #re=dicar os res!&ados? mas

são 6ase i%si2%i;ca%&es são? #or e3em#!o? 6e de>ido %ossa

>e!ocidade de reação e se%sibi!idade dos a#are!@os de medir a

&em#era&ra e &em#o? os res!&ados #odem es&ar !i2eirame%&e

di,ere%&es do s#os&o' Ai%da? o ,ac&o de a &em#era&ra do ar %o

i%&erior do cbo de Les!ie de>ia ser a mesma %o i%ício de cada #ar&eda a&i>idade !abora&oria! e %ão ,oi? #ois %a ,ace bra%ca a &em#era&ra

i%icia! ,oi de 97?7C e %a ,ace #re&a baça a &em#era&ra i%icia! ,oi de

99?9C' E? &ambm? e3is&irem >ariaçes de &em#era&ra ambie%&e %o

!abora&)rio'

Um ,a&or 6e #odia i%e%ciar a e3#eriada co%d&i>idade &rmica? como a ba%cada? co%&do o %osso

cbo es&a>a %m s#or&e %i>ersa! e a#e%as em co%&ac&o com es&e e

o ar? 6e &em bai3a co%d&i>idade &rmica'

&onclus)oCom a rea!i"ação des&a e3#eri


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Na e3#erii #ara com#arar

es&a com m cor#o %e2ro 6e m absorsor e emissor #er,ei&o e &em

emissi>idade com >a!or de 7' Be!o 6e? #demos com#arar ma ,ace

#arecida a m cor#o %e2ro #er,ei&o com o&ra de cor bra%ca'

Na ,ace #re&a a >ariação de &em#era&ra &a%&o a absor>er como

a emi&ir bas&a%&e s#erior com#ara%do com a ,ace bra%ca' Dra%&e

a absorção de radiação? a ,ace #re&a baça &e>e ma >ariação de

&em#era&ra de 71?/ ± 8?7 C? c@e2a%do a *8 C? e%6a%&o 6e a

,ace bra%ca &e>e ma >ariação de &em#era&ra i%,erior e de 78?4 ±

8?7 C' O se=a? e co%c!í 6e a ,ace #re&a m me!@or absorsor do

6e a ,ace bra%ca'

O mesmo aco%&ece com a emissão de &em#era&ra 6e? mesmo

&e%do em co%&a os erros da e3#eriariação de -7? ± 8?7 C bas&a%&e s#erior com#ara%do com a

,ace bra%ca 6e &em ma >ariação de &em#era&ra de -:?9 ± 8?7

C' O se=a? e co%c!í 6e a ,ace #re&a m me!@or emissor do 6e

a ,ace bra%ca'

Com#ara%do os 2r5;cos de &em#era&ra %o i%&erior do cbo de

Les!ie? #odemos obser>ar 6e? mesmo em me%os &em#o? a ,ace #re&a

co%se2e c@e2ar a &em#era&ras mais a!&as e arre,ec


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r5#ido? #e!o 6e? co%c!í 6e o #oder de absorção de e%er2ia? #or

radiação? da ,ace #re&a baça s#erior ao da ,ace bra%ca'

Re!acio%a%do is&o com o&ros cor#os #i%&ados de bra%co?

#odemos co%c!ir 6e as casas a!e%&e=a%as são #i%&adas de bra%co?

#ois como o A!e%&e=o ma "o%a mi&o 6e%&e? #ara 6e o ambie%&e

i%&erior das casas se=a ,resco es&as &er &a%&a radiação e &ão r5#ido? o se=a? %ão a6ecem

&a%&o'

Fi2' 78 Casas a!e%&e=a%as'

Bi"liogra*a+imes? Teresa +obri%@os +imes? Maria O&i!de Qeir)s? Maria

A!e3a%dra? 987(' Química em Contexto' Bor&o$ Bor&o Edi&ora?

co%s!&ado a 98 de março de 987/'Cor#o %e2ro? '#&'ii#edia'or2iiCor#oW%e2ro?

co%s!&ado a 98 de março de 987/'

Cor#o %e2ro? 'brasi!esco!a'com;sicaradiacao-cor#o-

%e2ro'@&m? co%s!&ado a 97 de março de 987/'

Cor#o %e2ro? 'i%,oesco!a'com;sicaradiacao-do-cor#o-

%e2ro? co%s!&ado a 97 de março de 987/'

7

http://www.pt.wikipedia.org/wiki/Corpo_negrohttp://www.brasilescola.com/fisica/radiacao-corpo-negro.htmhttp://www.brasilescola.com/fisica/radiacao-corpo-negro.htmhttp://www.infoescola.com/fisica/radiacao-do-corpo-negro/http://www.infoescola.com/fisica/radiacao-do-corpo-negro/http://www.pt.wikipedia.org/wiki/Corpo_negrohttp://www.brasilescola.com/fisica/radiacao-corpo-negro.htmhttp://www.brasilescola.com/fisica/radiacao-corpo-negro.htmhttp://www.infoescola.com/fisica/radiacao-do-corpo-negro/http://www.infoescola.com/fisica/radiacao-do-corpo-negro/


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Absorção e emissão de radiação?

'#or&a!do#ro,essor'mec'2o>'br;c@aTec%icaA!a'@&mX

a!aS((8(? co%s!&ado a 97 de março de 987/'

Es#e&ros? ';!i#e-&ei3eira'comes#e&ros'@&m? co%s!&ado a99 de maço de 987/'

Goo2!e Ima2e%s? '2oo2!e'#&im2@#? co%s!&ado a 99 de

maço de 987/'

Cbo de Les!ie?

'!a#&o#'#ei%iciocom#o%e%&>ir&emar&de&ai!s(:1,ísicacie%ci

ascbo-de-!es!ie'@&m!? co%s!&ado a 99 de março de 987/'

A&i>idades ,ísicas?

'2oo2o!'%o'sa#o'#&78WANOFI+WAc&i>idades78;sWAL7877'@&m?

co%s!&ado a 9( de março de 987/'

A&i>idades?

'%o&icias%a!i3a'do'sa#o'#&;c@eirosac&i>idadesW7W7WeW7W9'#d, ?

co%s!&ado a 9( de março'

Absorção e emissão de e%er2ia?

'%o&a#osi&i>a'com#&&rbes&bs;sica78WabsorcaoWemissaoWe%er2i

aWd'@&m? co%s!&ado a 9( de março'

7:
http://www.portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.htm/?aula=33063http://www.portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.htm/?aula=33063http://www.filipe-teixeira.com/espetros.htm/http://www.google.pt/imghphttp://www.laptop.pe/inicio/component/virtuemart/details/378/6/f%C3%ADsica/ciencias/cubo-de-leslie.htmlhttp://www.laptop.pe/inicio/component/virtuemart/details/378/6/f%C3%ADsica/ciencias/cubo-de-leslie.htmlhttp://www.googol.no.sapo.pt/10_ANO/FIS_Actividades10/fis_AL1011.htmhttp://www.noticiasnalixa.do.sapo.pt/ficheiros/actividades_1_1_e_1_2.pdfhttp://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/fisica/10_absorcao_emissao_energia_d.htmhttp://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/fisica/10_absorcao_emissao_energia_d.htmhttp://www.portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.htm/?aula=33063http://www.portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.htm/?aula=33063http://www.filipe-teixeira.com/espetros.htm/http://www.google.pt/imghphttp://www.laptop.pe/inicio/component/virtuemart/details/378/6/f%C3%ADsica/ciencias/cubo-de-leslie.htmlhttp://www.laptop.pe/inicio/component/virtuemart/details/378/6/f%C3%ADsica/ciencias/cubo-de-leslie.htmlhttp://www.googol.no.sapo.pt/10_ANO/FIS_Actividades10/fis_AL1011.htmhttp://www.noticiasnalixa.do.sapo.pt/ficheiros/actividades_1_1_e_1_2.pdfhttp://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/fisica/10_absorcao_emissao_energia_d.htmhttp://www.notapositiva.com/pt/trbestbs/fisica/10_absorcao_emissao_energia_d.htm

relatório experimental - absorção e emissão de radiação (1)

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