CALCULO DA CONSTANTE SOLAR
Por: YdecRupolo • 15/4/2018 • 747 Palavras (3 Páginas) • 322 Visualizações
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Fontes de pesquisa:
http://www.engineeringtoolbox.com/
http://fep.if.usp.br/~profis/experimentando/diurno/downloads/Tabela%20de%20Condutividade%20Termica%20de%20Varias%20Substancias.pdf
A constante solar
O calor pode ser transmitido na atmosfera por três processos: convecção, condução e radiação. Esse ultimo é o processo de transferência de energia entre dois corpos sem haver, necessariamente, um meio de conexão entre eles, sendo o principal processo de troca de energia entre a Terra e o sol. A constante solar é a representação dessa taxa de energia recebida por unidade de área da superfície perpendicular aos raios do sol.
O cálculo da constante solar pode ser feito a partir da integração da seguinte função:
[pic 2]
que envolve a constante de Planck (h = 6.626 × 10-34 joule·s), a velocidade da luz no vácuo (c=2.998 × 108 m/s) e a constante de Boltzmann (k=1.380 × 10-23 joule/K), que foram especificadas no cálculo. Podemos observar que a radiação se caracteriza pelo comprimento de onda (λ), que também pode ser representada pela frequência de oscilação (υ). A ferramenta utilizada foi o excel, a qual nos permitiu integrar analiticamente a função, ou seja, dividimos a área sob a curva em espaços suficientemente pequenos e os somamos. O λ variou a cada 0,01 e o valor encontrado foi 1347,212845.
A constante solar também foi calculada com a expressão: H=σT4
E o resultado obtido foi 1349,8467. Os valores resultantes diferem aproximadamente de 0,19 sendo considerados bastante próximos.
A segunda etapa do exercício foi bastante parecida com a primeira. Integramos a função dada para cada faixa do espectro e dividimos os valores obtidos pelo total para, desta forma, achar a % participativa de cada parte do espectro. A porcentagem do infravermelho calculada foi de 49,34%; já a ultravioleta foi 13,07%; e por fim, a visível com 39,58%.
Gráficos
(curvas da radiância espectral em função do
comprimento de onda)
Para T=300K:
[pic 3]
Para T=2500K:
[pic 4]Para T=7500K:
[pic 5]
Lei de Wien
A partir de curvas de radiância em função do comprimento de onda para várias temperaturas, no nosso caso as temperaturas exemplificadas nos gráficos anteriores (300K, 2500K e 7500K), é constatado que o comprimento de onda (λ), para o qual a emitância espectral de um corpo negro é máximo, é inversamente proporcional a sua temperatura máxima.
[pic 6]
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