ABSORÇÃO E EMISSÃO DE RADIAÇÃO

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1 ABSORÇÃO E EMISSÃO DE RADIAÇÃO O que se pretende Comparar o poder de absorção de energia por radiação de diferentes superfícies, nomeadamente, de duas superfícies baças de cores diferentes e de uma superfície espelhada, através do respetivo efeito térmico. Para tal vamos utilizar uma garrafa pintada de branco baço, uma garrafa pintada de preto baço e uma garrafa revestida com folha de alumínio espelhada, que irão ser iluminadas com uma fonte de radiação visível. A fim de compararmos o poder de absorção de energia por radiação das diferentes superfícies vamos então medir a temperatura do ar no interior de cada uma das garrafas ao longo do tempo de incidência da luz nas garrafas. Verificar significados Radiação incidente numa superfície: A radiação incidente numa superfície pode ser, parcialmente, absorvida, reflectida e transmitida. Poder de absorção de energia por radiação e natureza da superfície Para avaliar em que medida uma determinada superfície é mais absorsora ou reflectora, define se o poder de absorção e o poder de emissão. O poder de absorção e de emissão de uma radiação relaciona se com a natureza da superfície em que a radiação incide: As superfícies pretas absorvem grande quantidade de energia e, consequentemente, também emitem maior quantidade de energia. As superfícies brancas absorvem uma quantidade reduzida de energia e, naturalmente, também emitem uma menor quantidade de energia. As superfícies espelhadas têm menor poder de absorção do que as superfícies baças. Um mau absorsor de radiação caracteriza se por reflectir a maior parte da energia transferida por radiação que nele incide. 1

2 Absorção de energia por radiação e temperatura Quando se faz incidir radiação eletromagnética sobre um corpo, devido ao aumento da sua energia interna, a temperatura do corpo aumenta. Sendo que esta irá aumentar até atingir um determinado valor de temperatura e então estabiliza. Essa situação verifica se quando a taxa de absorção e a taxa de emissão pelo corpo são iguais; tratase de um corpo em equilíbrio térmico. Dependendo das características do corpo ser bom absorsor de uma determinada radiação ou bom refletor de uma determinada radiação o mesmo aquecerá mais ou menos. Assim, e no caso dos corpos se encontrarem inicialmente à mesma temperatura, quanto maior for o poder de absorção do corpo para uma determinada radiação maior será a temperatura atingida por este, após um mesmo intervalo de tempo de incidência dessa radiação no corpo. Lista de material e reagentes Descrição Quantidade Termómetro 1 1 Garrafa pintada de preto baço 1 Garrafa pintada de branco baço 1 Garrafa revestida com folha de alumínio espelhada 1 Rolha de cortiça perfurada 1 Cronómetro 1 Candeeiro 1 Lâmpada de 60 W 1 Procedimento 1. Colocar a rolha de cortiça numa das garrafas e inserir o termómetro no orifício da rolha. 2. Dispor o conjunto garrafa e candeeiro conforme ilustrado na seguinte figura. 1 Ciente que deveriam ter sido utilizados sensores de temperatura ou termómetros digitais, em virtude da sua maior rapidez de resposta, tal não foi porém possivel, porque estes desapareceram durante as arrumações necessárias para realização de obras na escola no âmbito do novo parque escolar. 2

3 Figura 1 Montagem do candeeiro a iluminar as diferentes garrafas 3. Medir a temperatura inicial no interior da garrafa e registar o seu valor. 4. Ligar o candeeiro, medir o valor da temperatura no interior garrafa de 60 s em 60 s, durante 15 a 20 min, e registar os respetivos valores. 5. Repetir os passos anteriores para cada um das garrafas, mantendo a distância entre a fonte de iluminação e a garrafa. Resultados GARRAFA PINTADA DE BRANCO BAÇO 60 24, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,05 Tabela 1 Registos da temperatura do ar no interior da garrafa branca ao longo do tempo. 3

4 GARRAFA PINTADA DE PRETO BAÇO 60 24, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,70 Tabela 2 Registos da temperatura do ar no interior da garrafa preta ao longo do tempo. GARRAFA REVESTIDA COM FOLHA DE ALUMÍNIO ESPELHADA , , , , , , , , , , , , , , , , , ,60 Tabela 3 Registos da temperatura do ar no interior da garrafa espelhada ao longo do tempo. 4

5 COMPARAÇÃO DOS RESULTADOS OBTIDOS PARA AS DIFERENTES SUPERFÍCIES 28,00 27,50 27,00 Temperatura ( C) 26,50 26,00 25,50 25,00 Preta Baça Branca Baça Espelhada 24,50 24,00 23, Gráfico 1 Temperatura do ar no interior das garrafas em função do tempo de incidência da luz nas garrafas. A superfície preta é a que tem maior poder absorsor de energia por radiação na gama do visível. A superfície espelhada é a que tem pior poder absorsor de energia por radiação na gama do visível, sendo portanto um melhor refletor de energia por radiação na gama do visível. 5