1) Durante a noite a temperatura da Terra não diminui tanto quanto seria de esperar

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1 Escola ásica e Secundária Gonçalves Zarco Física e Quíica A, º ano Ano lectivo 006 / 00 Ficha de rabalho nº 8 - CORRECÇÃO Noe: n.º aluno: ura: 1) Durante a noite a teperatura da erra não diinui tanto quanto seria de esperar porque i. a erra aquece de dia, por acção do Sol, e à noite não eite qualquer radiação. ii. As radiações eitidas pelas estrelas não consegue atingir a atosfera terrestre. iii. há coponentes do ar atosférico, coo o vapor de água e dióxido de carbono, que absorve parte das radiações eitidas pela superfície terrestre e reenvia novaente para a superfície terrestre. Seleccione a opção que copleta correctaente a frase. Opção iii.. ) Considere as seguintes afirações e classifica-as coo verdadeiras ou falsas. Justifique as falsas. a) A teperatura édia à superfície terrestre deve-se ao balanço entre a energia recebida do Sol e aquela que eite e reenvia. Verdadeira. b) No balanço energético do planeta erra, o papel desepenhado pela atosfera terrestre pode ser desprezado. Falso a atosfera terrestre desepenha u papel de extrea ao absorver ua grande quantidade de radiações solares e tabé ao reflectir ua certa parte dessas radiações, possibilitando a existência de ua teperatura édia à superfície terrestre essencial para a vida. c) oda a radiação que incide no nosso planeta é absorvida pela erra. Falso, parte da radiação proveniente do Sol é reenviada para o espaço (0%), devido à reflexão co as caadas altas da atosfera, pelas nuvens e pelo solo, sendo a restante energia absorvida pelo planeta. d) Segundo a Lei de Stefan oltzann, a potência irradiada por u corpo vulgar depende da área e da teperatura a que se encontra. Verdadeira. e) U corpo negro apenas eite parte da radiação que absorve, sendo assi u eissor e absorsor de radiação perfeitos. Falso, u corpo negro eite toda a radiação que absorve, sendo assi u eissor e absorsor perfeitos.

2 ) A superfície do Sol encontra-se aproxiadaente a 6000 e o corpo huano a 00. a) Qual a razão entre a intensidade da radiação eitida pelo Sol e a eitida pelo corpo huano, considere abos os corpos coo corpos negros. Cálculo da intensidade da radiação eitida pelo Sol ( Sol ) Aplicando a Lei de Stefan-oltzann: Sol ε σ 1,6 (6000), ( ) / Cálculo da intensidade da radiação eitida pelo corpo huano Aplicando a Lei de Stefan-oltzann: coprpo ε σ 1,6 (00) 9, ( ) / Logo : ( Sol), ( / ) 9. ( / ) 1,60 b) gnorando as áreas de abos os corpos, qual será a razão entre a potência irradiada pelos corpos? A gnorando as áreas ou considerando as áreas iguais a expressão fica: Neste caso as unidades utilizadas serão as de potência () e não as de ntensidade (/ ). ( Sol) ( ) ( Sol) Logo: 1,60 ( ) ) O filaento de ua lâpada de incandescência que está a ua teperatura de 000, irradia a potência de 0. Considerando a sua eissividade igual a 0,, calcule a área da superfície do filaento. Considerando a Lei de Stefan-oltzann: ε σ A A ε σ 0( ) A 0,,6 ( ) (000) ( ) ( 6, )

3 ) U corpo negro à teperatura de ºC radia 9, J durante 1, horas. Deterine: a) A intensidade total da radiação eitida neste intervalo de tepo ε σ 1,6 (66) 9,9 / b) A potência radiada. 1,60000s E 9, J J 1,1 1, 1 t 00 s s b) A área do corpo. 1,1 A A 0,016 9,9 6) Considere que o Sol, no decurso de u processo de envelheciento, tinha se estendido até a erra (1,0 11 ) e que irradiava ua potência de,9 6. Deterine a teperatura à superfície do Sol, caso se coporte coo u eissor ideal. A π r ε σ,116 A,9 11 ( 1, ) ε σ A,8 k 1,6,8 6 ε σ A 9,8 ) Considere a intensidade da radiação solar recebida à distância édia do raio da orbita da erra igual à 10 /. a) Calcule a potência da radiação solar recebida à distância referida anteriorente. A distância referida anteriorente, a distância édia do raio da orbita da erra, é igual à distância entre a erra e o Sol, cerda de 1, 11. Logo o valor do raio a ser considerado é 1, 11. A A π r A 10,116,8 11 ( 1, ),88,8 6

4 b) Calcule a intensidade da radiação eitida pela superfície solar. A A π r A,116 A,88 6,09 8 ( 6,96 ) , 6,09 c) Qual será a teperatura édia à superfície solar? ε σ ε σ ε σ 6, 1,6 k 89 8) O filaento de ua lâpada de incandescência funciona a ua teperatura de 0. Deterine o copriento de onda da radiação ais abundante eitida pelo filaento da lâpada. Através da Lei de ien:,898 1 áx,0 0 9) Considere a seguinte iage que relaciona a intensidade da radiação irradiada por quatro corpos diferentes co o copriento de onda dessas radiações: 18 a) Qual a lei, abordada nas aulas anteriores, que se aplica a esta situação? odeos ter duas leis: se consideraos a variação da intensidade da radiação co a teperatura do corpo a que se aplica é a lei de Stefan-oltzann e se consideraos a variação do copriento de onda da radiação ais intensa co a teperatura do corpo a que se aplica é a lei de ien.

5 b) ara cada ua das curvas representadas, calcule o copriento de onda para o áxio de intensidade da radiação eitida por cada u dos corpos. Aplicando a Lei de ien: 000 áx 000,898 9, áx 000,898, 000 áx 000,898, áx 6000,898,8 c) Coo varia a potência irradiada de u corpo co o copriento de onda correspondente a diferentes teperaturas? A potência irradiada varia de odo igual à intensidade da radiação ais intensa eitida. Quanto aior for a potência irradiada enor será o copriento de onda da radiação ais intensa eitida e a sua teperatura será cada vez aior. ) Ua caneca de café conté g de café, que é arrefecido de 0ºC a ºC. Sendo a capacidade térica do café aproxiadaente igual à da água,,18 kj/(kg ºC), pode afirar-se que a energia cedida pelo café é: i. 1,J ii. 1,kJ iii. 1, J Seleccione a opção correcta. Considerando a expressão: E c θ Onde E é a variação de energia do sistea (caneca de café), é a assa de café, c é a capacidade térica do café (,18 kj/(kg ºC)) e θ a variação de teperatura. J E c θ g,18 ( 0) º C g º C E 1,6 J 1, kj O valor de energia corresponde à energia perdida pelo sistea, a energia cedida pelo sistea terá sinal oposto. O valor de energia cedida pelo café é 1, kj, logo a opção é a ii.