Utilizador:


Radiação solar

Storyboard

>Modelo

ID:(534, 0)



Mecanismos

Conceito


ID:(15660, 0)



O sol

Descrição

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

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

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

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

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, ERROR:10360,0, 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

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

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 ERROR:6492,0:

$ 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

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

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

Conceito


ID:(15671, 0)



Radiação solar

Modelo

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$r$
r
Distância planeta sol
m
$I_s$
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
$R_s$
R_s
Rádio solar
m
$R_p$
R_p
Raio do planeta
m
$S_d$
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

Cálculos


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

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

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

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



Se considerarmos uma esfera imagin ria com ERROR:6490,0, podemos calcular a sua superf cie:

$ S = 4 \pi r ^2$



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

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

(ID 4662)

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

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



Se considerarmos uma esfera imagin ria com ERROR:6490,0, podemos calcular a sua superf cie:

$ S = 4 \pi r ^2$



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

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

(ID 4662)

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

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



Se considerarmos uma esfera imagin ria com ERROR:6490,0, podemos calcular a sua superf cie:

$ S = 4 \pi r ^2$



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

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

(ID 4662)

Se substituirmos la poder do sol ($P_s$) do sol, calculado como la intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) na superf cie de uma esfera com raio ERROR:6492,0:

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

,

na equa o 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 rela o entre intensidades:

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

(ID 4663)

Dado que la intensidade ($I$) 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 ($S$) a rea do disco de o raio do disco ($r$), que igual a:

$ S_d = \pi R_p ^2$

,

temos que:

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

.

(ID 4666)


Exemplos


(ID 15660)

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



Os par metros-chave do sol s o:

Par metro Vari vel Valor
Raio $R$ 696342 km
Superf cie $S$ 6,09E+12 km2
Massa $M$ 1,98855E+30 kg
Densidade $\rho$ 1,408 g/cm2
Temperatura (superf cie) $T_s$ 5778 K
Pot ncia $P$ 3,846E+26 W
Intensidade $I$ 6,24E+7 W/m2

(ID 3078)

O planeta Terra, mostrado na imagem a seguir:



tem as seguintes caracter sticas:

Par metro S mbolo Valor
Dist ncia ao sol $r$ 1.496E+8 km$
Raio $R$ 6371.0 km$
Massa $M$ 5.972E+24 kg
Per odo de rbita $T_o$ 365 dias
Per odo de rota o $T_r$ 24 horas
Excentricidade $\ psilon$ 0,017
Inclina o do eixo $\phi$ 23,44

(ID 9990)

Abaixo est o as imagens dos diferentes planetas, na ordem: Merc rio, V nus, Terra, Marte, J piter, Saturno, Urano, Netuno e Plut o:



Os diferentes planetas t m uma variedade de raios, massas, per odos orbitais e de rota o, inclina es axiais e dist ncias ao sol, resumidos a seguir:

Planeta Raio* Massa* Dist ncia ao Sol* Per odo Orbital* Per odo de Rota o* Excentricidade Inclina o Axial
Merc rio 0.382 0.06 0.39 0.24 58.64 0.206 0.04
V nus 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
J piter 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
Plut o 0.186 0.0022 39.482 247.94 1.005 0.2488 17.16

* dado em propor o ao valor da Terra

(ID 9991)

La intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) definido como la poder do sol ($P_s$) por unidade de la superfície do sol ($S_s$), onde a pot ncia 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 rea de superf cie :

$ S_s = 4 \pi R_s ^2$



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

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

(ID 15655)

La intensidade na distância da órbita ($I_r$) 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 imagin ria com um raio igual dist ncia entre o sol e a Terra, ERROR:10360,0, podemos calcular sua rea 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)

A radia o do Sol se propaga atrav s de sua superf cie, que tem uma rea de $4\pi R_s^2$ com um rádio solar ($R_s$) como o raio do Sol, e se distribui na dist ncia da rbita da Terra, que tem uma superf cie igual a $4\pi r^2$ com uma distância planeta sol ($r$) como a dist ncia entre a Terra e o Sol:

(ID 3082)

Se substituirmos la poder do sol ($P_s$) do sol, calculado como la intensidade de radiação na superfície do sol ($I_s$) na superf cie de uma esfera com raio ERROR:6492,0:

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

,

na equa o 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 rela o entre intensidades:

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

(ID 15658)

Dado que la intensidade na distância da órbita ($I_r$) que chega Terra 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 ($R_p$) igual a:

$ S_d = \pi R_p ^2$

,

temos que:

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

.

(ID 15659)

La intensidade média da terra ($I_p$) sobre toda a superf cie de o raio do planeta ($R_p$) 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)


(ID 15671)


ID:(534, 0)