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PROPAGAÇÃO POR IRRADIAÇÃO
      prof: chaleilson
IRRADIAÇÃO TERMICA
   As ondas eletromagnéticas podem se apresentar
    sob diversos formas: luz visível, raio X , raio
    infravermelhos, etc. Desses o que apresentam
    efeitos térmicos mais acentuados são os raios
    infravermelhos.
PODER EMISSIVO DE UM CORPO
 Irradiação térmica é a emissão de raios
  infravermelhos por um corpo, verifica-se que
  quanto maior a temperatura, maior a intensidade
  de energia irradiada
 Poder emissivo ( E ) de um corpo é a relação entre
  a potencia emitida e a área da superfície emitente (
  A)

                          P
                 E
                          A
EXEMPLOS DE ALGUNS PODERES EMISSIVO

  Tugstenio a 2450 K         E=5,0x105 Wm².
  Sol a 5 778 K              E= 61x106 Wm²
  Ferro fundido a 1600 K    E= 11x106 Wm²

    O poder emissivo, geralmente expresso em
     waltts por metro quadrado (W/m²) , depende da
     natureza da fonte emissora e de sua
     temperatura, como se pode depreender dos
     exemplos apresentados na tabela.
LEI DE STEFAN - BOLTZMANN
   O poder emissivo do corpo negro é diretamente
    proporcional à temperatura absoluta elevada à
    quarta potencia.




A constante de proporcionalidade vale
   A emissividade e de um corpo qualquer é a
    grandeza adimensional dada pela relação entre o
    poder emissivo desse corpo e o poder emissivo do
    corpo negro à mesma temperatura.
                            E
                  e
                           E CN
Evidentemente, sendo o poder emissivo do corpo
 negro o maior para cada temperatura, a emissividade
 de um corpo qualquer é sempre menor que 1
 ( e < 1). Para o corpo negro, em particular, a
 emissividade é igual a 1 ( um )


                  e   CN
                             1
   Tendo em vista a Lei de Stefan – Boltzmann, a
    relação anterior se torna:
                    E                        4
             e
                    T
                        4   ou   E   e   T
   Aqui nos fornece o poder emissivo de um corpo
    qualquer em função de uma temperatura absoluta.
   Consideremos um corpo no qual incide energia
    radiante com a potência Pi. Dessa energia
    incidente, parte é absorvida, convertendo-se em
    energia de agitação molecular (potencia Pa ), e
    parte é transmitida pelo corpo, atravessando-o
    (potência Pt). Logicamente, devemos ter :

                  Pi=Pr +Pa+Pt
 A proporção de energia refletida, absorvida e
  transmitida é avaliada através das grandezas
  adimensionais: refletividade, absorvidade e
  trasmissividade.
 Refletividade r de um corpo é a relação entre a
  potência refletida Pr e a potencia incidente Pt:

                            Pr
                      r     Pi
 Absorvidade a de um corpo corresponde à
  relação entre a potencia absorvida Pa e a
  incidente Pi:        Pa
                  a
                       Pi
 Transmissividade t de um corpo é dada pela
  relação entre a potência transmitida Pt e a
  incidente Pt:         Pt
                     t
                             Pi
   Somando essas três grandezas para o mesmo
    corpo , teremos :
                         r a t 1
   Dizemos que um corpo é atérmico quando é nula a
    potencia transmitida. Então , da energia incidente,
    parte é refletida e parte é absorvida. Portanto,
    nesse caso, a transmissividade é nula (t= 0) ,
    donde:
                         r        a   1
EXEMPLOS

   Para um corpo atérmico de absorvidade a=0,6 , a
    refletividade varle r= 0,4 , indicando esses valores
    que 60% da potência incidente é absorvida e 40%
    é refletida

 O corpo negro, que evidentimente é ideal,
  apresenta absovidade a= 1 e refletividade r=0, isto
  é, ele nada reflete, absorvendo toda a energia
  radiante nele incidente.
 O corpo real que mais se aproxima do corpo negro
  é o “ negro de fumo” ( fuligem ), que reflete apenas
  1% da energia incidente.
 De modo geral, os corpos claros e os corpos espelhados
  apresentam baixa absorvidade e elevada refletividade.
  Ao contrario, os corpos escuros possuem elevada
  absovidade e baixa refletividade.
 Convém não confundir o fenômeno da emissão com o
  da reflexão. A emissão pressupõe sempre uma anterior
  uma absorção de energia irradiada por outros corpos ou
  um fornecimento de energia através de uma fonte, o
  que não acontece com a reflexão.
 Verifica-se que todo corpo bom absorvedor é também
  um bom emissor, o que pode ser percebido pelo que foi
  visto a respeito do corpo negro, que apresenta a maior
  absorvidade ( aCN 1)
  e a maior emissividade ( eCN 1 ) em qualquer
  temperatura. Essa coincidência entre os valores de
  emissividade e de absorvidade não é exclusiva do corpo
  negro.
 Para cada temperatura , qualquer corpo apresenta
  emissividade e absorvidade iguais:
 a=e
A GARRAFA TÉRMICA
   Garrafa térmica ou vaso de Dewar é um aparelho com o
    objetivo de conservar a temperatura do seu conteúdo, no
    maior intervalo de tempo possível. Logo, para entender
    como funciona a garrafa térmica, devemos saber que as
    paredes dessa garrafa não devem permitir a passagem
    de calor através delas.
   A propagação de energia térmica se efetua por três
    modos diferentes: condução, convecção e radiação.
   Para evitar trocas de calor por condução, a ampola
    interna da garrafa é feita de vidro (mau condutor) com
    paredes duplas, entre as quais se faz vácuo, que quase
    não conduz calor, já que há poucas moléculas para
    realizar essa tarefa.
    Para isolar a garrafa das possíveis correntes de
    convecção (processo que ocorre com movimento de
    partículas), coloca-se uma tampa bem fechada.
   A troca de calor por radiação é evitada espelhando
    as superfícies interna e externa da ampola, assim,
    as ondas eletromagnéticas são refletidas, tanto do
    conteúdo para fora como do ambiente para dentro
    da garrafa.

    Desta maneira, a temperatura no interior da garrafa
    é mantida por algumas horas. O sistema não é
    100% eficiente, logo, o equilíbrio térmico com o meio
    ambiente acontece após certo tempo. Atualmente
    outros materiais isolantes, como o isopor, são
    utilizados para conservar a temperatura de
    substâncias dependendo do tempo que precisam ser
    mantidas.
Propagação por irradiação cebama
Propagação por irradiação cebama
O QUE SE ENTENDE POR EFEITO ESTUFA?
   Durante o dia , parte da energia solar é captada pela superfície da Terra
    e absorvida, outra parte é irradiada para a atmosfera. Os gases naturais
    que existem na atmosfera funcionam como uma capa protectora que
    impede a dispersão total desse calor para o espaço exterior, evitando
    que durante o período nocturno se perca calor. E como tal, o planeta
    permanece quente.
    O processo que cria o efeito estufa é natural e é responsável pelo
    aquecimento do planeta.
   Certos gases, como o dióxido de carbono, criam uma espécie de
    telhado, como o de uma estufa, sobre a Terra - daí o nome do fenómeno
    -, deixando a luz do Sol entrar e não deixando o calor sair.
   Se não existisse efeito de estufa, a temperatura da superfície terrestre
    seria, em média, cerca de 34ºC mais fria do que é hoje.
   O efeito de estufa gerado pela natureza é, portanto, não apenas
    benéfico, mas imprescindível para a manutenção da vida sobre a Terra.
    Se a composição dos gases raros for alterada, para mais ou para
    menos, o equilíbrio térmico da Terra sofrerá conjuntamente.
ESTUFA
   Uma estufa é um recinto com paredes de vidro e o fundo
    pintado de preto. Incidindo radiação solar, que penetra pelas
    paredes transparentes de vidro, a energia radiante é absorvida
    pelo fundo negro, aquecendo-o. graças a isso, esse fundo
    passa a emitir radiação infravermelhas ( ondas de calor ), às
    quais o vidro é sensivelmente opaco, isto é, não as deixa
    atravessar. Assim, a estuda se mantém mais quente que o
    ambiente externo.
   O vidro é transparente aos raios infravermelhos do Sol, os
    quais tem alta frequência ( apenas um pouco abaixo do
    vermelho) . No entanto, esses raios são absorvidos pelo fundo
    negro da estufa e são novamente emitidos para o seu interior,
    porém com frequência muito mais baixa ( calor).
   A estufa de plantas é muito usada entre os cultivadores de
    mudas e de flores. Seu telhado é de vidro, acrilico ou plasticos
    transparente. As plantas absorvem energia radiante e emitem
    radiação infravermelhas.
Propagação por irradiação cebama
ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO

   O espectro eletromagnético fornece a classificação
    de ondas eletromagnéticas de acordo com sua
    frequência. Em ordem crescente, as ondas
    eletromagnéticas variam de ondas de rádio,
    microondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta,
    raios X e raios gama.

    Palavras-chave: eletromagnetismo, espectro
    eletromagnético, eletricidade, ondas, luz,
    frequência, microondas, infravermelho, visível,
    ultravioleta, raios X, raios Gama.
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Propagação por irradiação cebama

  • 1. PROPAGAÇÃO POR IRRADIAÇÃO prof: chaleilson
  • 2. IRRADIAÇÃO TERMICA  As ondas eletromagnéticas podem se apresentar sob diversos formas: luz visível, raio X , raio infravermelhos, etc. Desses o que apresentam efeitos térmicos mais acentuados são os raios infravermelhos.
  • 3. PODER EMISSIVO DE UM CORPO  Irradiação térmica é a emissão de raios infravermelhos por um corpo, verifica-se que quanto maior a temperatura, maior a intensidade de energia irradiada  Poder emissivo ( E ) de um corpo é a relação entre a potencia emitida e a área da superfície emitente ( A) P E A
  • 4. EXEMPLOS DE ALGUNS PODERES EMISSIVO  Tugstenio a 2450 K E=5,0x105 Wm².  Sol a 5 778 K E= 61x106 Wm²  Ferro fundido a 1600 K E= 11x106 Wm²  O poder emissivo, geralmente expresso em waltts por metro quadrado (W/m²) , depende da natureza da fonte emissora e de sua temperatura, como se pode depreender dos exemplos apresentados na tabela.
  • 5. LEI DE STEFAN - BOLTZMANN  O poder emissivo do corpo negro é diretamente proporcional à temperatura absoluta elevada à quarta potencia. A constante de proporcionalidade vale
  • 6. A emissividade e de um corpo qualquer é a grandeza adimensional dada pela relação entre o poder emissivo desse corpo e o poder emissivo do corpo negro à mesma temperatura. E e E CN Evidentemente, sendo o poder emissivo do corpo negro o maior para cada temperatura, a emissividade de um corpo qualquer é sempre menor que 1  ( e < 1). Para o corpo negro, em particular, a emissividade é igual a 1 ( um ) e CN 1
  • 7. Tendo em vista a Lei de Stefan – Boltzmann, a relação anterior se torna: E 4  e T 4 ou E e T  Aqui nos fornece o poder emissivo de um corpo qualquer em função de uma temperatura absoluta.
  • 8. Consideremos um corpo no qual incide energia radiante com a potência Pi. Dessa energia incidente, parte é absorvida, convertendo-se em energia de agitação molecular (potencia Pa ), e parte é transmitida pelo corpo, atravessando-o (potência Pt). Logicamente, devemos ter :  Pi=Pr +Pa+Pt
  • 9.  A proporção de energia refletida, absorvida e transmitida é avaliada através das grandezas adimensionais: refletividade, absorvidade e trasmissividade.  Refletividade r de um corpo é a relação entre a potência refletida Pr e a potencia incidente Pt: Pr r Pi
  • 10.  Absorvidade a de um corpo corresponde à relação entre a potencia absorvida Pa e a incidente Pi: Pa a Pi  Transmissividade t de um corpo é dada pela relação entre a potência transmitida Pt e a incidente Pt: Pt t Pi  Somando essas três grandezas para o mesmo corpo , teremos : r a t 1  Dizemos que um corpo é atérmico quando é nula a potencia transmitida. Então , da energia incidente, parte é refletida e parte é absorvida. Portanto, nesse caso, a transmissividade é nula (t= 0) , donde: r a 1
  • 11. EXEMPLOS  Para um corpo atérmico de absorvidade a=0,6 , a refletividade varle r= 0,4 , indicando esses valores que 60% da potência incidente é absorvida e 40% é refletida  O corpo negro, que evidentimente é ideal, apresenta absovidade a= 1 e refletividade r=0, isto é, ele nada reflete, absorvendo toda a energia radiante nele incidente.  O corpo real que mais se aproxima do corpo negro é o “ negro de fumo” ( fuligem ), que reflete apenas 1% da energia incidente.
  • 12.  De modo geral, os corpos claros e os corpos espelhados apresentam baixa absorvidade e elevada refletividade. Ao contrario, os corpos escuros possuem elevada absovidade e baixa refletividade.  Convém não confundir o fenômeno da emissão com o da reflexão. A emissão pressupõe sempre uma anterior uma absorção de energia irradiada por outros corpos ou um fornecimento de energia através de uma fonte, o que não acontece com a reflexão.  Verifica-se que todo corpo bom absorvedor é também um bom emissor, o que pode ser percebido pelo que foi visto a respeito do corpo negro, que apresenta a maior absorvidade ( aCN 1) e a maior emissividade ( eCN 1 ) em qualquer temperatura. Essa coincidência entre os valores de emissividade e de absorvidade não é exclusiva do corpo negro.
  • 13.  Para cada temperatura , qualquer corpo apresenta emissividade e absorvidade iguais:  a=e
  • 14. A GARRAFA TÉRMICA  Garrafa térmica ou vaso de Dewar é um aparelho com o objetivo de conservar a temperatura do seu conteúdo, no maior intervalo de tempo possível. Logo, para entender como funciona a garrafa térmica, devemos saber que as paredes dessa garrafa não devem permitir a passagem de calor através delas.  A propagação de energia térmica se efetua por três modos diferentes: condução, convecção e radiação.  Para evitar trocas de calor por condução, a ampola interna da garrafa é feita de vidro (mau condutor) com paredes duplas, entre as quais se faz vácuo, que quase não conduz calor, já que há poucas moléculas para realizar essa tarefa. Para isolar a garrafa das possíveis correntes de convecção (processo que ocorre com movimento de partículas), coloca-se uma tampa bem fechada.
  • 15. A troca de calor por radiação é evitada espelhando as superfícies interna e externa da ampola, assim, as ondas eletromagnéticas são refletidas, tanto do conteúdo para fora como do ambiente para dentro da garrafa.  Desta maneira, a temperatura no interior da garrafa é mantida por algumas horas. O sistema não é 100% eficiente, logo, o equilíbrio térmico com o meio ambiente acontece após certo tempo. Atualmente outros materiais isolantes, como o isopor, são utilizados para conservar a temperatura de substâncias dependendo do tempo que precisam ser mantidas.
  • 18. O QUE SE ENTENDE POR EFEITO ESTUFA?  Durante o dia , parte da energia solar é captada pela superfície da Terra e absorvida, outra parte é irradiada para a atmosfera. Os gases naturais que existem na atmosfera funcionam como uma capa protectora que impede a dispersão total desse calor para o espaço exterior, evitando que durante o período nocturno se perca calor. E como tal, o planeta permanece quente.  O processo que cria o efeito estufa é natural e é responsável pelo aquecimento do planeta.  Certos gases, como o dióxido de carbono, criam uma espécie de telhado, como o de uma estufa, sobre a Terra - daí o nome do fenómeno -, deixando a luz do Sol entrar e não deixando o calor sair.  Se não existisse efeito de estufa, a temperatura da superfície terrestre seria, em média, cerca de 34ºC mais fria do que é hoje.  O efeito de estufa gerado pela natureza é, portanto, não apenas benéfico, mas imprescindível para a manutenção da vida sobre a Terra. Se a composição dos gases raros for alterada, para mais ou para menos, o equilíbrio térmico da Terra sofrerá conjuntamente.
  • 20. Uma estufa é um recinto com paredes de vidro e o fundo pintado de preto. Incidindo radiação solar, que penetra pelas paredes transparentes de vidro, a energia radiante é absorvida pelo fundo negro, aquecendo-o. graças a isso, esse fundo passa a emitir radiação infravermelhas ( ondas de calor ), às quais o vidro é sensivelmente opaco, isto é, não as deixa atravessar. Assim, a estuda se mantém mais quente que o ambiente externo.  O vidro é transparente aos raios infravermelhos do Sol, os quais tem alta frequência ( apenas um pouco abaixo do vermelho) . No entanto, esses raios são absorvidos pelo fundo negro da estufa e são novamente emitidos para o seu interior, porém com frequência muito mais baixa ( calor).  A estufa de plantas é muito usada entre os cultivadores de mudas e de flores. Seu telhado é de vidro, acrilico ou plasticos transparente. As plantas absorvem energia radiante e emitem radiação infravermelhas.
  • 22. ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO  O espectro eletromagnético fornece a classificação de ondas eletromagnéticas de acordo com sua frequência. Em ordem crescente, as ondas eletromagnéticas variam de ondas de rádio, microondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raios X e raios gama. Palavras-chave: eletromagnetismo, espectro eletromagnético, eletricidade, ondas, luz, frequência, microondas, infravermelho, visível, ultravioleta, raios X, raios Gama.