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 \ Calor Transmissão de Calor \ Irradiação

 IRRADIAÇÃO

 

Figura de: ALVARENGA, B. Física de olho no trabalho. Volume Único, Ed. Scipione, p.172        Imagine que você pode ser o proprietário de uma bela casa, disposta num terreno de modo que ela esteja exposta à luz solar durante todo o dia. Na região em que essa casa foi construída a temperatura média durante o dia é bastante alta, em torno de 30°C. Sabendo que você terá que decidir dentre as seguintes cores: preto, azul escuro, verde, amarelo ou branco; e tendo em vista que você priorize o conforto térmico no interior da sua casa nova, qual das cores citadas será a melhor escolha para uma temperatura menor no interior da residência? Por quê? Ou, ainda, por que sentimos mais "calor" quando utilizamos roupas escuras?

       Quando colocamos a mão nas paredes de uma churrasqueira, a energia térmica a atinge por condução através da parede da churrasqueira. Se a mão for colocada acima da mesma, mas sem tocá-la, a energia térmica a atinge por meio de correntes de convecção de ar aquecido que se movem para cima. Se a colocarmos em um dos lados da churrasqueira, a mão ainda percebe a energia térmica da fonte. Embora a condução do ar seja desprezível e a mesma esteja fora da trajetória das correntes de convecção a energia térmica agora é transmitida por radiação.

       O termo radiação refere-se à emissão contínua de energia da superfície de todos os corpos. É chamada de energia radiante e tem a forma de ondas eletromagnéticas, diferindo destas apenas no comprimento e na freqüência. Essas ondas propagam-se com a velocidade da luz e são transmitidas no vácuo ou no ar (independentemente do meio ser material ou não), embora pode-se dizer que elas se propaguem melhor no vácuo, já que o ar tem a tendência de absorver parcialmente a energia transmitida dessa forma. Toda a vez que as ondas atingem uma superfície que não lhes é transparente como, por exemplo, a superfície de uma mão ou das paredes de um quarto, elas são absorvidas.

Fonte: http://img166.imageshack.us/img166/5643/azulmoderno7hn.jpg, Acesso em 22 fev 2009.       Pelo fato de serem ondas eletromagnéticas, elas estão sujeitas a serem absorvidas, transmitidas ou refletidas. Podemos verificar esse fenômeno nas paredes de nossa residência. Se colocarmos nossa mão perto de uma parede que foi irradiada pelo sol durante o dia, verificamos que ela emite energia térmica. Quanto mais escura for a cor externa da parede, mais radiação ela absorve, o que acarreta uma elevação da temperatura do ambiente. Isso acontece nos grande edifícios recobertos por grandes janelas de vidro. O vidro transparente é um bom transmissor de radiação, mas quando as ondas eletromagnéticas entram em contato com as paredes internas dos ambientes, elas são absorvidas. Isso gera um aumento de temperatura no ambiente. Uma solução inteligente para esse problema é a instalação de insulfimes espelhados, que refletem grande parte da radiação incidente na superfície dos vidros de volta para o meio externo.

Fonte: http://www.aticaeducacional.com.br/images/secoes/atual_cie/img/radiacao.jpg, Acesso em 22 fev 2009.       A atmosfera terrestre contribui de uma forma bastante eficaz para reter parte da radiação solar que é nociva aos habitantes do planeta. Na figura ao lado podemos verificar os percentuais de energia radiante que penetram na atmosfera do planeta e o que acontece com ela. Atualmente estudam-se meios de lidar com um problema causado pela poluição: a degradação da camada de ozônio. Essa é a responsável pelo filtro das radiações UVA (320~400nm) e UVB (280~320nm), as famosas radiações ultravioletas, principalmente originárias do Sol. Embora muitos veículos de comunicação atribuam esse problema de degradação aos gases refrigerantes utilizados nos refrigeradores e condicionadores de ar, não é difícil perceber que, na verdade, a grande contribuição é oriunda da quantidade de dióxido de carbono (CO2) despejado como um dos produtos resultantes da combustão interna de produtos derivados de petróleo e origem vegetal.

       Conheça mais profundamente o problema da camada de ozônio e do efeito estufa.

 

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Referências
  • GASPAR, A. Física. São Paulo, v.2, Ática, 2002.
  • MÁXIMO, A.; ALVARENGA, B. Física de olho no mundo do trabalho. São Paulo, Scipione, 2003.
  • SEARS, F. W.; ZEMANSKY, M. W. Física: calor, ondas e óptica. Rio de Janeiro, Universidade de Brasília, 1973.

 

APRENDIZAGEM SIGNIFICATIVA DE TERMODINÂMICA
NO ENSINO MÉDIO ATRAVÉS DO ESTUDO
DE MÁQUINAS TÉRMICAS COMO TEMA MOTIVADOR

Desenvolvido por Daniel Schulz - UFRGS - 2009