Desafio 02 - extra


Para que você possa entender que nosso universo tem uma quantidade de energia inimaginável, calcule somente qual a fração de energia solar que o sol emite que chega na terra.





Informações extras (não necessárias para resolver o exercício acima)



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Energia emitida pelo Sol

Do Sol a Terra recebe algo como a energia de 10 bilhões de Itaipus. E isso é apenas uma ínfama parcela da luz e calor que emite. Vista da superfície do astro-rei, a Terra é um irrisório grão de areia girando à remota distância de 150 milhões de quilômetros( uma unidade astronômica). A ínfama parcela de luz e calor que efetivamente alcança o planeta é suficiente para dar vida e movimento aos oceanos, ventos, florestas, a a cada um e a todos organismos. Essa energia, que os antigos atribuíam aos deuses, pode hoje ser calculada com precisão.

Após a Segunda Guerra Mundial, os astrônomos passaram a ter uma idéia mais precisa do que acontece por trás de sua face de fogo.É por prover a vida que o Sol é para nós o mais importante astro do céu, embora seja apenas uma das dezenas de bilhões de estrelas que giram conjuntamente nesse grande redemoinho que é a Via Láctea.

O Sol é uma estrela bastante comum. Suas principais características são:

  • Massa= 1,989 x 1030 kg
  • Raio= 696000 km
  • Densidade Média = 1,409 x 193kgm-3
  • Densidade central=1,6 x 105kgm-3
  • Distância=1 UA = 1,499 x 108km
  • Luminosidade(L) =3,83 x 1033 ergs/s
  • Temperatura Efetiva = 5785 K
  • Temperatura Central = 1,0 x 107 K
  • Tipo espectral e Classe de Luminosidade= G2V
  • Composição Química Principal:
    • Hidrogênio= 92,1%
    • Hélio=7,8%
    • Oxigênio=0,061%
    • Carbono=0,039%
    • Nitrogênio=0,0084%
  • Período Rotacional no Equador=25 dias
  • Período Rotacional na Latitude 60º = 29 dias
  • As várias temperaturas do Sol

    A matéria do Sol é o plasma. No interior do Sol, o plasma atinge quase 20 milhões de graus, um valor que na superfície brilhante cai para 5 mil graus. Logo acima da superfície, porém, o plasma se torna muito rarefeito e sofre a ação de poderosas forças magnéticas. Sua temperatura, então, é mais alta que na superfície brilhante, alcançando até 2 milhões de graus.

    Ventos Solares

    Neste mundo incandescente existem os ventos solares. Na superfície há explosões violentas, gerando erupções de plasma que se estendem por até 200 mil quilômetros no espaço( trinta vezes o diâmetro da Terra).

    Estrutura do Sol

    O Sol apresenta algumas regiões:núcleo solar é uma esfera de raio dez vezes menor que que o da própria estrela, mas com uma densidade extremamente alta. Ele suporta todo o peso das camadas externas. Assim é mais compacto que o ferro. Mas continua sendo um gás porque compensa o esmagamento com a sua elevada temperatura: o calor, procurando expandir-se, contém a gravidade da massa acima do núcleo.É nessa região em que a energia é produzida por reações termonucleares. Acima do núcleo está a zona radioativa onde a energia flui por radiação.Logo acima dessa zona radiativa se localiza a zona convectiva se estendendo por cerca de 15% do raio solar. A camada visível do Sol é a fotosfera, com cerca de 330 km de espessura e temperatura de 5800K.A cromosfera é a camada da atmosfera solar logo acima da fotosfera. Ela tem cor avermelhada e é visível durante os eclipses solares, logo antes e após a totalidade.Estende-se por 10 mil quilômetros acima da fotosfera.A cromosfera ou "esfera de cor" é uma camada de gás (principalmente hidrogênio e hélio) que envolve o Sol.A superfície visível do Sol tem uma temperatura média de 6000 K enquanto a cromosfera atinge temperaturas superiores a 10 000 K. A explicação mais aceita para explicar essa temperatura elevada acima da fotosfera é que parte da energia que deixa a fotosfera é acústica. Isto é, sai da fotosfera como um ruído. Ao atingir a cromosfera essa energia sonora é dissipada em forma de calor. Mas, como os gases nessa região são rarefeitos, essa dissipação é suficiente para elevar a temperatura aos valores observados. Acima da cromosfera está a coroa, também visível durante os eclipses totais. A coroa se estende por cerca de dois raios solares.

    A Energia do Sol

    Em 1926, o astrônomo inglês Arthur Eddington fez uma ousada sugestão sobre a origem da energia solar: ele só podia ser gerado por um reator nuclear. A comunidade científica se escandalizou porque estão se conhecia muito pouco sobre as reações atômicas. Algumas décadas mais tarde, porém, viu-se que a teoria estava certa. O plasma no núcleo do Sol sofre transformações semelhantes às que ocorrem na explosão de uma bomba de hidrogênio e, também como neste caso, passa a emitir radiação principalmente sob a forma de luz e calor. Essa radiação não é visível, pois ainda tem de atravessar as camadas externas. Estima-se que um raio de luz leve milhões de anos chocando-se com as partículas de plasma até emergir na superfície brilhante. A maior parte do trajeto, no caso do calor, é feita em forma de radiação, como ocorre com a luz.


    As estrelas constroem átomos pesados a partir de átomos mais leves. A luz e o calor que emitem é um simples resíduo do esforço empregado na construção. Todos os elementos conhecidos, tais como o ferro, o oxigênio, o ouro ou o urânio, nasceram dessa forma: assados nas fornalhas estrelares. Até o aparecimento das estrelas, há cerca de 15 bilhões de anos, praticamente toda a matéria existente estava na forma de hidrogênio.

    Cerca de 1 milhão de anos depois do seu nascimento, as massa de hidrogênio, agrupadas pela atração gravitacional, começam a criar estrelas e galáxias. Os átomos que ficaram presos nos núcleos estrelares, sob forte pressão, fundiram-se sempre aos pares. Esta soma originou novos "tijolos" de matéria, contendo dois átomos soldados entre si, formando um novo elemento, o hélio. O Sol provavelmente nasceu dos restos de outra estrela, que por sua vez também pode ter nascido assim. Trata-se portanto de um astro de segunda ou terceira geração. Essa hipótese decorre de um fato simples: o Sol contém átomos muito pesados, como o urânio,que se constitui apenas quando uma estrela morre.

    luminosidade, que é a potência que o Sol produz foi determinada tão logo foi conhecida a distância do Sol, em 1673. As medidas mostram que cada metro quadrado na Terra recebe do Sol uma potência (energia/segundo) de 1400 watts, isto é, a potência de 14 lâmpadas de 100 watts. Por essa potência recebida na Terra, determina-se aluminosidade do Sol em 4 x 1026 watts, ou 4 x 1033 ergs/s.

    Para medir a quantidade de energia solar recebida na Terra, clique aqui: Uma experiência para se fazer
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