Radiação infravermelha – quais superfícies emitem e absorvem melhor
CiênciasEnergiaIdades 13–14
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Entre para usarExperimento A: um cubo de Leslie cheio de água quente tem faces preto fosco, branco fosco, prateado fosco e prateado brilhante. Gire cada face para um detector de infravermelho a uma distância fixa, zere o detector, registre as leituras numa tabela e compare-as num gráfico de barras enquanto a água esfria aos poucos. Experimento B: uma placa preto fosco e outra prateado brilhante ficam à mesma distância de um aquecedor, cada uma com um percevejo preso com cera na parte de trás; meça quanto tempo cada percevejo leva para cair e acompanhe o gráfico de temperatura das duas placas. Uma lista de verificação de teste justo, uma conclusão automática e uma nota explicam por que a tinta branca emite infravermelho quase tão bem quanto a preta.
Aula: Radiação térmica: emissão e absorção de infravermelho por diferentes superfícies (cubo de Leslie)
O que mostra
Todos os objetos emitem radiação infravermelha, e os mais quentes emitem mais. Quanto uma superfície emite a uma dada temperatura depende da sua emissividade: superfícies preto fosco são quase emissores perfeitos, enquanto o metal brilhante emite muito pouco porque reflete o infravermelho. Um bom absorvedor também é um bom emissor. Neste modelo, a leitura do detector é proporcional a ε(T⁴ − T_amb⁴) e diminui com a distância. A tinta branca parece muito diferente da preta, mas nos comprimentos de onda emitidos pela água morna (cerca de 10 µm) ela se comporta quase como uma superfície preta.
Como usar
Em A. Emissão – cubo de Leslie, escolha uma face (Preto fosco, Branco fosco, Prateado fosco, Prateado brilhante), clique em Zerar detector, espere a leitura estabilizar e clique em Registrar resultado. Medir 4 faces automaticamente faz isso por você. Use Repor água quente se a água esfriou. Em B. Absorção – percevejos e cera, clique em Ligar aquecedor e veja qual percevejo cai primeiro; mude Aquecedor e Distância placa–aquecedor e clique em Nova rodada.
Parâmetros que você pode mudar
- Experimento A. Emissão – cubo de Leslie, B. Absorção – percevejos e cera
- Face voltada para o detector Preto fosco, Branco fosco, Prateado fosco, Prateado brilhante
- Temperatura da água quente 40–90 °C
- Distância do detector 5–30 cm
- Temperatura ambiente 15–30 °C
- Potência do aquecedor 500–2000 W
- Distância placa–aquecedor 4–15 cm
Perguntas para explorar
- Por que a distância do detector e a temperatura da água devem ser as mesmas ao comparar as faces?
- Por que a face branco fosco emite quase tanto infravermelho quanto a face preto fosco?
- Por que o percevejo da placa preto fosco cai antes do percevejo da placa prateado brilhante?
