| Referate | Director web | Adauga link | Contact |

Titlu referat: Constanta solara. Temperatura soarelui

Nivel referat: liceu

Descriere referat:
Constanta solara.
Temperatura soarelui.
a. Corpul
negru
Sursele secundare de lumina nu reflecta toata
lumina incidenta ci numai o parte a acesteia si, de regula, mai ales o anumita
componenta (culoare); toate corpurile absorb o parte, mai mare sau mai mica, a
luminii incidente.
Astfel, de exemplu, corpurile albe reflecta
puternic toate componentele luminii, in timp ce corpurile negre absorb puternic
toate aceste componente. De fapt, "albul" si "negrul" nici nu sunt culori
propriu-zise (componente ale luminii), ci sunt nume ale proprietatilor
amintite. Despre componentele luminii vom discuta in alta parte; aici vom
retine doar faptul ca un corp de culoare neagra absoarbe puternic toate
componentele luminii.
Se numeste CORP NEGRU un corp care absoarbe,
in intregime, toate componentele luminii.
Evident, definit in acest fel, corpul negru
este un corp ideal, dar se pot realiza diferite corpuri reale ale caror
proprietati sa se apropie sensibil de ale acestuia. Un prim exemplu, usor de
realizat, il constituie orice corp acoperit cu vopseaua numita "negru de
fum".
Viata cotidiana ne ofera insa o sugestie mai
interesanta: este vorba - surprinzator, poate - de orice camera obisnuita, de
locuit! Intr-adevar, privite din exterior, in plina zi, toate camerele de
locuit par intunecoase, chiar daca, intrand intr-o astfel de camera, constatam
ca ea este, de fapt, luminoasa!
Figura 1.6
Explicatia este relativ simpla (fig. 1.6):
lumina intrata in camera este reflectata de pereti, lumina reflectata de pereti
este din nou reflectata de alti pereti s.a.m.d., doar o mica parte din lumina
"reusind" sa iasa din camera. Fiecare reflexie este insotita si de o absorbtie
partiala, deci o asemenea incapere se apropie, intr-adevar, de ideea de corp
negru.
Pentru ca apropierea sa fie si mai
pronuntata, nu avem decat sa vopsim cu negru de fum peretii interiori si sa
reducem fereastra camerei; evident, o astfel de camera nu va mai fi "de
locuit", dar un model la scara redusa poate constitui un exemplu eficient de
realizare a exigentelor corpului negru.
Figura 1.7
Chiar si ochiul omenesc actioneaza, in buna
masura, ca un corp negru de acest tip (fig. 1.7). Globul ocular are, in partea
lui frontala, o mica "lentila" (cristalinul) care formeaza pe partea
foto-sensibila din spate (numita retina) imaginea obiectelor privite. In fata
cristalinului se afla o "diafragma" colorata (irisul), prin a carei deschidere
centrala (numita pupila) lumina este lasata sa patrunda in ochi. La fel ca in
cazul incintei unui corp negru, lumina intrata in ochi prin pupila nu mai poate
iesi decat in foarte mica masura; efectul este ca "vedem" pupila ochiului
omenesc ca pe o mica pata neagra asezata in centrul irisului!
Diametrul pupilei este variabil, asigurand -
prin micsorarea sa reflexa - protectia retinei impotriva luminii prea puternice
si contribuind - prin marirea sa, tot reflexa - la cresterea sensibilitatii
vazului in intuneric; la pisica, de exemplu, pupila este variabila in limite
mai largi decat la om, asigurand o foarte buna vedere de noapte. Sa mai
retinem, in incheiere, ca diametrul mediu al pupilei este de 5 mm.
b. Energia luminoasa; alte
forme de energie
Varietatea formelor de energie a dus la
definirea mai multor unitati de masura pentru energie; pentru fiecare forma de
energie a parut sa fie mai potrivita o anumita unitate de masura, legata de
efectul cel mai direct masurabil al energiei respective. De exemplu, pentru
energia calorica (termica) s-a definit o unitate de masura legata de specificul
fenomenelor termice:
CALORIA este, prin definitie, cantitatea de
energie care produce cresterea temperaturii unui gram de apa cu un grad
Celsius.
Definitia de mai sus sugereaza, de fapt, ca
energia termica absorbita sau cedata de o cantitate de apa este proportionala
cu masa apei, precum si cu variatia (cresterea sau scaderea) temperaturii.
Intr-adevar, experientele de laborator arata ca aceste proportionalitati sunt
reale, in limite de precizie satisfacatoare.
Daca notam cu m masa apei si cu Dt variatia
de temperatura - care poate fi pozitiva (la incalzire) sau negativa (la racire)
- cantitatea de energie absorbita (sau cedata) de masa de apa, exprimata in
calorii, va fi
  (1.7)
Principiul conservarii energiei, aplicat la
diversele cazuri concrete de transformare a energiei dintr-o forma in alta, ne
da posibilitatea de a stabili relatiile dintre diversele unitati de masura
specifice. Pe baza acestor relatii, toate cantitatile de energie pot fi
exprimate intr-o aceeasi unitate - aleasa prin conventie - pentru a putea
compara direct energiile respective.
Am reamintit aici definitia caloriei deoarece
dorim sa ne ocupam in continuare de cea mai cunoscuta sursa primara de lumina,
Soarele; dupa cum stim inca din copilarie, "Soarele ne da lumina si caldura".
De fapt, energia termica acumulata de corpurile expuse la Soare rezulta tocmai
din transformarea in caldura a energiei radiante provenite de la Soare.
Aplicand in acest caz principiul conservarii energiei putem masura - indirect -
energia adusa pe Pamant de lumina solara; pentru aceasta, vom masura cantitatea
de energie termica acumulata de un corp negru prin expunerea sa la
Soare.
c. Despre masuratori si
functii
Termometrul este un instrument care ne
permite sa asociem fiecarei stari termice un numar numit temperatura corpului.
Masurarea temperaturii este, deci, ca orice alta masuratoare, un procedeu de
asociere a unui numar fiecarei stari termice; multimii starilor posibile ii
corespunde o multime de numere (temperaturi), obtinute prin procedeul de
"masurare" a temperaturii.
Dar asocierea - printr-un procedeu bine
definit - la fiecare element dintr-o multime, a cate unui element din alta
multime (nu neaparat de numere), este tocmai ceea ce se numeste o "functie".
Orice operatie de masurare defineste o functie cu valori numerice; domeniul de
definitie este o multime oarecare, dar "rezultatul" masurarii este un numar,
deci domeniul valorilor este o multime de numere.
De exemplu, in cazul temperaturii unui corp,
multimea de definitie este multimea starilor termice posibile ale corpului, iar
multimea valorilor este R.
Orice caracteristica a unui corp sau sistem,
care poate fi masurata, mai poarta si numele generic de "marime".
Relatia (1.7), poate fi privita ca fiind
relatia de definitie a unei functii:
Un alt exemplu de functie uzuala: aria sferei
este functie de raza ei:
d. Constanta
solara
CONSTANTA SOLARA este, prin definitie,
cantitatea de energie pe care o primeste intr-un minut, de la Soare, o
suprafata plana de 1 cm^2 asezata la distanta medie Soare - Pamant,
perpendicular pe directia razelor solare.
Problema determinarii constantei solare prin
observatii (masuratori) face obiectul unui capitol numit actinometrie;
instrumentele utilizate in acest scop se numesc actinometre.
Figura 1.8
Cel mai simplu astfel de instrument este
actinometrul lui Pouillet; el consta (fig. 1.8) dintr-o cutie cilindrica etansa
de tabla, avand una din bazele exterioare vopsita cu negru de fum. In
interiorul cutiei se pune apa distilata si rezervorul unui termometru cu
mercur, al carui tub iese din cutie prin cea de a doua baza.
La inceputul determinarii, instrumentul este
protejat un timp de razele solare cu ajutorul unui paravan (ecran) opac; dupa
stabilizarea temperaturii, se citeste temperatura t0 (care va fi aceea a
aerului inconjurator). Se inlatura apoi ecranul, se orienteaza baza neagra
perpendicular pe directia spre Soare (reducand la minimum aria umbrei lasate de
actinometru) si se lasa ca razele solare sa ilumineze fata innegrita. Dupa t
minute, timp in care temperatura apei a crescut vizibil, se citeste aceasta
temperatura, t1.
Daca notam cu A aria bazei innegrite
(exprimata in cm^2), cu M masa apei din cutie (exprimata in grame) si cu q
constanta solara, putem scrie o relatie calorimetrica simpla, care exprima
faptul ca energia absorbita de actinometru prin baza sa in intervalul dat de
timp (tau) este egala cu variatia energiei calorice a masei de apa din
aparat:
    (1.8)
din (1.8) se poate obtine imediat constanta
solara q:
   (1.9)
Evident, pentru a obtine o determinare foarte
precisa, calculul constantei solare va fi ceva mai complicat, deoarece trebuie
sa se tina seama de pierderea de caldura din actinometru, precum si de
absorbtia de catre actinometru a radiatiei din atmosfera. De asemenea, este
evident ca masuratorile ar trebui sa fie efectuate la o inaltime cat mai mare,
eventual in afara atmosferei.
Cele mai sigure determinari ale constantei
solare au dat valoarea:
  (1.10)
adica aproximativ doua calorii pe cm^2 si pe
minut.
e. Consecinte ale
cunoasterii constantei solare
Sa notam cu a distanta de la Soare la Pamant;
daca cunoastem constanta solara q, atunci putem calcula imediat cata energie
radianta ajunge intr-un minut peste tot in spatiu, la distanta a de la
Soare.
Figura 1.9
Deoarece punctele la care ne referim se afla
pe o sfera de raza a, cu centrul in centrul Soarelui, energia care traverseaza
intreaga sfera de raza a intr-un minut este:
  (1.11)
Toata aceasta energie isi afla obarsia in
Soare; ea reprezinta, de fapt, cantitatea de energie emisa in spatiu de Soare
intr-un minut. Dar, pentru a cunoaste efectiv valoarea acestei energii, trebuie
sa cunoastem valoarea...



Curs valutar
Euro4,5511
Dolarul american4,2615
Lira Sterlina5,3015
Gramul de aur170,1555
Leul moldovenesc0,2176
Materii referate

Anatomie (61)

Astronomie (61)

Biologie (546)

Chimie (530)

Contabilitate (87)

Design (4)

Diverse (878)

Drept (356)

Ecologie (59)

Economie (520)

Educatie Fizica (2)

Educatie si Invatanmant (2)

Engleza (463)

Filosofie (99)

Fizica (343)

Franceza (25)

Geografie (838)

Germana (40)

Informatica (354)

Istorie (1169)

Italiana (21)

Latina (26)

Literatura (22)

Logica (6)

Management (133)

Marketing (118)

Matematica (114)

Mecanica (13)

Medicina si Farmacie (229)

Muzica (35)

Psihologie (337)

Religie (248)

Romana (2303)

Spaniola (31)

Statistica (17)

Stiinte politice (27)

Turism (64)

Nota explicativa

Informatiile oferite de acuz.net au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica. Va recomandam utilizarea acestora doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale.