Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 20.1 - Ex. 22
Estime a emissividade efetiva da Terra a partir da seguinte informação. A constante solar, que é a intensidade da radiação solar que incide na Terra, é cerca de . Setenta por cento desta energia são absorvidos pela Terra, e a temperatura média da superfície da Terra é 288K. (Suponha que a área efetiva que absorve a luz seja , onde R é o raio da Terra, enquanto a área de emissão de corpo negro é ).
Passo 1
Legal galera, sabemos que a potência irradiada por um corpo é dado por:
Mas não é bem isso que queremos, certo? Precisamos da emissividade,
E neste caso, A’ é a área total da Terra,
Temos quase tudo, não é? Só falta a Mas podemos calcular a potência de radiação absorvida pela Terra, basta lembrarem da fórmula:
E neste caso será a área que efetivamente absorve a radiação, Então:
Uma informação importante aqui é saber que a quantidade de calor irradiada pela Terra () deve ser igual à potência absorvida (). Caso contrário, a temperatura na Terra aumentará continuamente.
Então:
Mas calma lá! Nós só absorvemos 70% do que é emitido pelo sol:
Substituindo na emissividade:
Colocando as áreas:
Passo 2
Já temos todas as variáveis que precisamos:
Se substituirmos: