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Vidro e radiação infravermelha: efeito estufa

Professor Lang, tenho estudado recentemente o efeito estufa, nas estufas para planta por exemplo. Nos livros que consultei (Tópicos de Física 2 e Física Conceitual do Hewitt), é explicado que o vidro é opaco a radiação infravermelha, portanto quando a luz visível é absorvida pelo chão e este reemite infravermelho, essa radiação ficaria retida dentro da estufa. Gostaria do senhor algum artigo que pudesse me indicar, ou uma explicação sua, se o vidro de fato é opaco ao infravermelho. Pergunto isso, porque, uma explicação alternativa à essa situação é que o ar dentro da estufa é aquecido e isso mantém o interior a uma temperatura maior, e por isso existem ventiladores para serem ligados durante a noite, para que o ar quente não fique na parte de cima, mas circulando no ambiente interno. O detalhe é que fui pesquisar sobre as estufas e de fato utiliza-se os ventiladores no interior da estufa. Se puder me ajudar, agradeço. Abraço

Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/

Muitas vezes demonstrei em sala de aula a opacidade do vidro para radiação infravermelha correspondente à emissão térmica de corpos aquecidos a aproximadamente 90oC.

Faço a demonstração utilizando uma pequena leiteira revestida com teflon que tem alta emissividade, cerca de 0,9 (portanto se comportando quase como um corpo negro), no interior da qual coloco água fervente.   Uso um termômetro de infravermelho, que possui um apontador laser para sinalizar a região da leiteira a ser investigada. OBS.: se o recipiente é de alumínio “vivo” deve-se colar uma etiqueta de papel sobre o alumínio e a medida realizada na etiqueta pois o alumínio tem baixa emissividade e o papel alta. Medida direta sobre o alumínio resulta em um valor para a temperatura bem mais baixo do que o valor real.

term_infravermelho

Aponto o termômetro a cerca de 1 m da leiteira e faço uma leitura da temperatura que, conforme a expectativa, é próxima de 90oC.

Depois intercalo uma placa de vidro entre o termômetro e a leiteira. Vê-se o laser novamente sobre a região de interesse da leiteira, pois como o laser está na região visível (é um laser vermelho), ele atravessa o vidro. A surpresa para quem não conhece o comportamento do vidro é que agora o termômetro indica a temperatura ambiente pois a radiação infravermelha de 90oC que vem em direção ao termômetro NÃO atravessa, é barrada pelo vidro, não atingindo o termômetro. Ou seja, o termômetro está medindo a radiação infravermelha do vidro na temperatura ambiente.

Finalmente uso uma placa de vidro resfriada em gelo, intercalando-a entre a leiteira aquecida e o termômetro. Agora o termômetro mede uma temperatura bem mais baixa que a do ambiente pois novamente ele, apesar de apontado para a leiteira conforme sinaliza o laser, está monitorando a radiação infravermelha de cerca de 0oC emitida pelo vidro refrigerado.

Os fornos de fogões domésticos tem uma janela de vidro que permite, quando se acende a lâmpada interna ao forno, olhar para dentro do forno. Entretanto se o forno está aquecido, lá dentro há muita radiação infravermelha que não atravessa a  vidraça, minimizando assim as perdas do forno para o ambiente na faixa de infravermelho para  temperaturas de 200oC a 300oC.

Acho lamentável que este tipo de demonstração não seja efetivada em sala de aula. O custo de um termômetro de infravermelho é cerca de 50 reais apenas.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

Visualizações  entre 27 de maio de 2013 e novembro de 2017: 1561.


5 comentários em “Vidro e radiação infravermelha: efeito estufa

  1. Ítalo disse:

    “Acho lamentável que este tipo de demonstração não seja efetivada em sala de aula. O custo de um termômetro de infravermelho é cerca de 50 reais apenas.”

    A física, aliás a ciência em geral, se tornaria muito mais interessante para os alunos se todos os professores, ou investimento da escola melhor ainda, fizessem experimentos como este.
    No entanto, podemos dizer que, de 100, 99 estão preocupados em terminar logo a aula para poderem descansar, sem que a missão de ensinar tenha sido feita da melhor forma possível.

  2. Rafael disse:

    Olá! Gostaria de saber porque podemos nos esquentar através do vidro da janela quando está “batendo Sol” se o IV não atravessa o vidro. Qual é a radiação oriunda do Sol que aquece a pele ao incidir nela através do vidro da janela?

  3. Júnior Rufino disse:

    Câmera infravermelho atravessa o vídeo fumê?

    • Fernando Lang disse:

      A pergunta está mal colocada. Quem pode atravessar o vidro é a radiação infravermelha e chegar â câmera e da câmera nada sai. A resposta para a pergunta se infravermelho originado em corpos em temperaturas próxima a do ambiente atravessa o vidro está dada na postagem.

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