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Radiação solar

Storyboard

>Modelo

ID:(534, 0)



Mecanismos

Iframe

>Top



Código
Conceito
Área na Terra que capta radiação
Intensidade do sol em órbita
Intensidade em órbita em relação ao sol
Intensidade na superfície do sol
O sol
Planeta terra
Planetas
Poder capturado pela terra
Raio da órbita da terra e do sol

Mecanismos

ID:(15660, 0)



O sol

Descrição

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A fonte de energia que define o clima na Terra é o sol.



Os parâmetros-chave do sol são:

Parâmetro Variável Valor
Raio $R$ 696342 km
Superfície $S$ 6,09E+12 km2
Massa $M$ 1,98855E+30 kg
Densidade $\rho$ 1,408 g/cm2
Temperatura (superfície) $T_s$ 5778 K
Potência $P$ 3,846E+26 W
Intensidade $I$ 6,24E+7 W/m2

ID:(3078, 0)



Planeta terra

Descrição

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O planeta Terra, mostrado na imagem a seguir:



tem as seguintes características:

Parâmetro Símbolo Valor
Distância ao sol $r$ 1.496E+8 km$
Raio $R$ 6371.0 km$
Massa $M$ 5.972E+24 kg
Período de órbita $T_o$ 365 dias
Período de rotação $T_r$ 24 horas
Excentricidade $\épsilon$ 0,017
Inclinação do eixo $\phi$ 23,44°

ID:(9990, 0)



Planetas

Descrição

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Abaixo estão as imagens dos diferentes planetas, na ordem: Mercúrio, Vênus, Terra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Netuno e Plutão:



Os diferentes planetas têm uma variedade de raios, massas, períodos orbitais e de rotação, inclinações axiais e distâncias ao sol, resumidos a seguir:

Planeta Raio* Massa* Distância ao Sol* Período Orbital* Período de Rotação* Excentricidade Inclinação Axial
Mercúrio 0.382 0.06 0.39 0.24 58.64 0.206 0.04°
Vênus 0.949 0.82 0.72 0.62 -243.02 0.007 177.36°
Terra 1.000 1.00 1.00 1.00 1.00 0.017 23.44°
Marte 0.532 0.11 1.52 1.88 1.03 0.093 25.19°
Júpiter 11.209 317.8 5.2 11.86 0.41 0.048 3.13°
Saturno 9.449 95.2 9.54 29.46 0.43 0.054 26.73°
Urano 4.007 14.6 19.22 84.01 -0.72 0.047 97.77°
Netuno 3.883 17.2 30.06 164.8 0.67 0.0009 28.32°
Plutão 0.186 0.0022 39.482 247.94 1.005 0.2488 17.16°

* dado em proporção ao valor da Terra

ID:(9991, 0)



Intensidade na superfície do sol

Conceito

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La intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) é definido como la poder do sol ($P_s$) por unidade de la superfície do sol ($S_s$), onde a potência é representada por:

$ I_s =\displaystyle\frac{ P_s }{ S_s }$



Se modelarmos o sol como uma esfera com um raio de o rádio solar ($R_s$), sua área de superfície é:

$ S_s = 4 \pi R_s ^2$



Portanto, la intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) é calculado como:

$ I_s = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi R_s ^2}$

ID:(15655, 0)



Intensidade do sol em órbita

Conceito

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La intensidade na distância da órbita ($I_r$) é definido como la poder do sol ($P_s$) por unidade de la superfície da esfera em órbita ($S_r$):

$ I_r =\displaystyle\frac{ P_s }{ S_r }$



Se considerarmos uma esfera imaginária com um raio igual à distância entre o sol e a Terra, superfície da esfera em órbita ($S_r$), podemos calcular sua área transversal:

$ S_r = 4 \pi r ^2$



Isso nos permite obter la intensidade na distância da órbita ($I_r$):

$ I_r = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi r ^2}$

ID:(15657, 0)



Raio da órbita da terra e do sol

Descrição

>Top


A radiação do Sol se propaga através de sua superfície, que tem uma área de $4\pi R_s^2$ com um rádio solar ($R_s$) como o raio do Sol, e se distribui na distância da órbita da Terra, que tem uma superfície igual a $4\pi r^2$ com uma distância planeta sol ($r$) como a distância entre a Terra e o Sol:

ID:(3082, 0)



Intensidade em órbita em relação ao sol

Conceito

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Se substituirmos la poder do sol ($P_s$) do sol, calculado como la intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) na superfície de uma esfera com raio rádio solar ($R_s$):

$ I_s = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi R_s ^2}$

,

na equação para la intensidade na distância da órbita ($I_r$) da luz solar a la distância planeta sol ($r$):

$ I_r = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi r ^2}$

,

podemos obter a relação entre intensidades:

$ I_r =\displaystyle\frac{ R_s ^2}{ r ^2} I_s $

ID:(15658, 0)



Poder capturado pela terra

Conceito

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Dado que la intensidade na distância da órbita ($I_r$) que chega à Terra é igual a la poder capturado pelo planeta ($P_d$) captada por la seção apresentando o planeta ($S_d$) de acordo com:

$ I_r =\displaystyle\frac{ P_d }{ S_d }$



e que la seção apresentando o planeta ($S_d$) do disco de o raio do planeta ($R_p$) é igual a:

$ S_d = \pi R_p ^2$

,

temos que:

$ I_r =\displaystyle\frac{ P_d }{ \pi R_p ^2}$

.

ID:(15659, 0)



Área na Terra que capta radiação

Descrição

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La intensidade média da terra ($I_p$) sobre toda a superfície de o raio do planeta ($R_p$) é igual a la intensidade na distância da órbita ($I_r$) captada por um disco de o raio do planeta ($R_p$), portanto:

$4\pi R_p^2 I_s = \pi R_p^2 I_p$





Portanto, segue que:

$ I_r =\displaystyle\frac{1}{4} I_p $

ID:(3084, 0)



Modelo

Top

>Top



Cálculos

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$I_s$
I_s
Intensidade de radiação na superfície do sol
W/m^2
$I_p$
I_p
Intensidade média da terra
W/m^2
$I_r$
I_r
Intensidade na distância da órbita
W/m^2
$P_d$
P_d
Poder capturado pelo planeta
W
$P_s$
P_s
Poder do sol
W
$S_d$
S_d
Seção apresentando o planeta
m^2
$S_r$
S_r
Superfície da esfera em órbita
m^2
$S_p$
S_p
Superfície do planeta
m^2
$S_s$
S_s
Superfície do sol
m^2

Parâmetros

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$r$
r
Distância planeta sol
m
$\pi$
pi
Pi
rad
$R_s$
R_s
Rádio solar
m
$R_p$
R_p
Raio do planeta
m


Primeiro, selecione a equação: para , depois, selecione a variável: para

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Variáve Dado Calcular Objetivo : Equação A ser usado


Equação

#
Equação

$ I_s =\displaystyle\frac{ P_s }{ S_s }$

I = P / S


$ I_r =\displaystyle\frac{ P_s }{ S_r }$

I = P / S


$ I_r =\displaystyle\frac{ P_d }{ S_d }$

I = P / S


$ I_p =\displaystyle\frac{ P_d }{ S_p }$

I = P / S


$ I_r =\displaystyle\frac{ P_d }{ \pi R_p ^2}$

I = P /( pi * r ^2)


$ I_s = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi R_s ^2}$

I = P /(4* pi * r ^2)


$ I_r = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi r ^2}$

I = P /(4* pi * r ^2)


$ I_p = \displaystyle\frac{ P_d }{4 \pi R_p ^2}$

I = P /(4* pi * r ^2)


$ I_s =\displaystyle\frac{ R_s ^2}{ r ^2} I_r $

I_1 = ( r_2 ^2/ r_1 ^2)* I_2


$ I_r =\displaystyle\frac{1}{4} I_p $

I_r = I_p /4


$ S_s = 4 \pi R_s ^2$

S = 4* pi * r ^2


$ S_r = 4 \pi r ^2$

S = 4* pi * r ^2


$ S_p = 4 \pi R_p ^2$

S = 4* pi * r ^2


$ S_d = \pi R_p ^2$

S = pi * r ^2

ID:(15671, 0)



Intensidade e poder (1)

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é definido como a quantidade de o poder ($P$) irradiada por unidade de la superfície de uma esfera ($S$). Portanto, estabelece-se a seguinte relação:

$ I_s =\displaystyle\frac{ P_s }{ S_s }$

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$

$I$
$I_s$
Intensidade de radiação na superfície do sol
$W/m^2$
6493
$P$
$P_s$
Poder do sol
$W$
6494
$S$
$S_s$
Superfície do sol
$m^2$
6499

ID:(9988, 1)



Intensidade e poder (2)

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é definido como a quantidade de o poder ($P$) irradiada por unidade de la superfície de uma esfera ($S$). Portanto, estabelece-se a seguinte relação:

$ I_r =\displaystyle\frac{ P_s }{ S_r }$

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$

$I$
$I_r$
Intensidade na distância da órbita
$W/m^2$
6495
$P$
$P_s$
Poder do sol
$W$
6494
$S$
$S_r$
Superfície da esfera em órbita
$m^2$
10360

ID:(9988, 2)



Intensidade e poder (3)

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é definido como a quantidade de o poder ($P$) irradiada por unidade de la superfície de uma esfera ($S$). Portanto, estabelece-se a seguinte relação:

$ I_r =\displaystyle\frac{ P_d }{ S_d }$

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$

$I$
$I_r$
Intensidade na distância da órbita
$W/m^2$
6495
$P$
$P_d$
Poder capturado pelo planeta
$W$
6500
$S$
$S_d$
Seção apresentando o planeta
$m^2$
6700

ID:(9988, 3)



Intensidade e poder (4)

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é definido como a quantidade de o poder ($P$) irradiada por unidade de la superfície de uma esfera ($S$). Portanto, estabelece-se a seguinte relação:

$ I_p =\displaystyle\frac{ P_d }{ S_p }$

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$

$I$
$I_p$
Intensidade média da terra
$W/m^2$
6502
$P$
$P_d$
Poder capturado pelo planeta
$W$
6500
$S$
$S_p$
Superfície do planeta
$m^2$
10359

ID:(9988, 4)



Superfície de uma esfera (1)

Equação

>Top, >Modelo


La superfície de uma esfera ($S$) de um raio de uma esfera ($r$) pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

$ S_s = 4 \pi R_s ^2$

$ S = 4 \pi r ^2$

$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$r$
$R_s$
Rádio solar
$m$
6492
$S$
$S_s$
Superfície do sol
$m^2$
6499

ID:(4665, 1)



Superfície de uma esfera (2)

Equação

>Top, >Modelo


La superfície de uma esfera ($S$) de um raio de uma esfera ($r$) pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

$ S_r = 4 \pi r ^2$

$ S = 4 \pi r ^2$

$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$r$
$r$
Distância planeta sol
$m$
6490
$S$
$S_r$
Superfície da esfera em órbita
$m^2$
10360

ID:(4665, 2)



Superfície de uma esfera (3)

Equação

>Top, >Modelo


La superfície de uma esfera ($S$) de um raio de uma esfera ($r$) pode ser calculado usando a seguinte fórmula:

$ S_p = 4 \pi R_p ^2$

$ S = 4 \pi r ^2$

$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$r$
$R_p$
Raio do planeta
$m$
6501
$S$
$S_p$
Superfície do planeta
$m^2$
10359

ID:(4665, 3)



Intensidade dependendo da energia (1)

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é calculado como o poder ($P$) dividido pela área de superfície de uma esfera com um rádio ($r$):

$ I_s = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi R_s ^2}$

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

$I$
$I_s$
Intensidade de radiação na superfície do sol
$W/m^2$
6493
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$P$
$P_s$
Poder do sol
$W$
6494
$r$
$R_s$
Rádio solar
$m$
6492

La intensidade ($I$) é definido como o poder ($P$) por unidade de la superfície de uma esfera ($S$):

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$



Se considerarmos uma esfera imaginária com distância planeta sol ($r$), podemos calcular a sua superfície:

$ S = 4 \pi r ^2$



Isto nos permite obter la intensidade ($I$):

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

ID:(4662, 1)



Intensidade dependendo da energia (2)

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é calculado como o poder ($P$) dividido pela área de superfície de uma esfera com um rádio ($r$):

$ I_r = \displaystyle\frac{ P_s }{4 \pi r ^2}$

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

$I$
$I_r$
Intensidade na distância da órbita
$W/m^2$
6495
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$P$
$P_s$
Poder do sol
$W$
6494
$r$
$r$
Distância planeta sol
$m$
6490

La intensidade ($I$) é definido como o poder ($P$) por unidade de la superfície de uma esfera ($S$):

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$



Se considerarmos uma esfera imaginária com distância planeta sol ($r$), podemos calcular a sua superfície:

$ S = 4 \pi r ^2$



Isto nos permite obter la intensidade ($I$):

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

ID:(4662, 2)



Intensidade dependendo da energia (3)

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é calculado como o poder ($P$) dividido pela área de superfície de uma esfera com um rádio ($r$):

$ I_p = \displaystyle\frac{ P_d }{4 \pi R_p ^2}$

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

$I$
$I_p$
Intensidade média da terra
$W/m^2$
6502
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$P$
$P_d$
Poder capturado pelo planeta
$W$
6500
$r$
$R_p$
Raio do planeta
$m$
6501

La intensidade ($I$) é definido como o poder ($P$) por unidade de la superfície de uma esfera ($S$):

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$



Se considerarmos uma esfera imaginária com distância planeta sol ($r$), podemos calcular a sua superfície:

$ S = 4 \pi r ^2$



Isto nos permite obter la intensidade ($I$):

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

ID:(4662, 3)



Superfície de um disco

Equação

>Top, >Modelo


La superfície de um disco ($S$) de um raio do disco ($r$) é calculada da seguinte forma:

$ S_d = \pi R_p ^2$

$ S = \pi r ^2$

$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$r$
$R_p$
Raio do planeta
$m$
6501
$S$
$S_d$
Seção apresentando o planeta
$m^2$
6700

ID:(3804, 0)



Poder capturado

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade ($I$) é calculado dividindo o poder ($P$) pela área do disco com um raio de o rádio ($r$), ou seja:

$ I_r =\displaystyle\frac{ P_d }{ \pi R_p ^2}$

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ \pi r ^2}$

$I$
$I_r$
Intensidade na distância da órbita
$W/m^2$
6495
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057
$P$
$P_d$
Poder capturado pelo planeta
$W$
6500
$r$
$R_p$
Raio do planeta
$m$
6501

Dado que la intensidade ($I$) é O poder ($P$) captada por la superfície de uma esfera ($S$) de acordo com:

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ S }$



e que la superfície de um disco ($S$) é a área do disco de o raio do disco ($r$), que é igual a:

$ S_d = \pi R_p ^2$

,

temos que:

$ I =\displaystyle\frac{ P }{ \pi r ^2}$

.

ID:(4666, 0)



Intensidade dependendo da intensidade solar

Equação

>Top, >Modelo


A proporção entre la intensidade na distância da órbita ($I_r$) e la intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) é igual à proporção entre a área da superfície de uma esfera com um raio de o rádio solar ($R_s$) e a área da superfície de uma esfera com um raio de la distância planeta sol ($r$). Portanto, é:

$ I_r =\displaystyle\frac{ R_s ^2}{ r ^2} I_s $

$ I_1 =\displaystyle\frac{ r_2 ^2}{ r_1 ^2} I_2 $

$I_2$
$I_s$
Intensidade de radiação na superfície do sol
$W/m^2$
6493
$I_1$
$I_r$
Intensidade na distância da órbita
$W/m^2$
6495
$r_1$
$r$
Distância planeta sol
$m$
6490
$r_2$
$R_s$
Rádio solar
$m$
6492

Se substituirmos la poder do sol ($P_s$) do sol, calculado como la intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) na superfície de uma esfera com raio rádio solar ($R_s$):

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

,

na equação para la intensidade na distância da órbita ($I_r$) da luz solar a la distância planeta sol ($r$):

$ I = \displaystyle\frac{ P }{4 \pi r ^2}$

,

podemos obter a relação entre intensidades:

$ I_1 =\displaystyle\frac{ r_2 ^2}{ r_1 ^2} I_2 $

ID:(4663, 0)



Intensidade média emitida pela terra

Equação

>Top, >Modelo


La intensidade média da terra ($I_p$) é igual a um quarto de la intensidade na distância da órbita ($I_r$) porque a área da superfície da esfera emissora é quatro vezes maior que a do disco captador. Portanto:

$ I_r =\displaystyle\frac{1}{4} I_p $

$I_s$
Intensidade média da terra
$W/m^2$
6502
$I_p$
Intensidade na distância da órbita
$W/m^2$
6495

ID:(4667, 0)