(DISSERTATIVA, Dif 3) Considere um planeta em órbita a 1,5 UA de uma estrela tipo Sol (use constante solar S0…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Realizar previsões, avaliar intervenções e/ou construir protótipos de sistemas térmicos que visem à sustentabilidade, considerando sua composição e os efeitos das variáveis termodinâmicas sobre seu funcionamento, considerando também o uso de tecnologias digitais que auxiliem no cálculo de estimativas e no apoio à construção dos protótipos.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
(DISSERTATIVA, Dif 3) Considere um planeta em órbita a 1,5 UA de uma estrela tipo Sol (use constante solar S0 = 1360 W/m²) e albedo A = 0,30. Calcule a temperatura de equilíbrio planetária por balanço radiativo e discuta se, adicionando um efeito estufa de +30 K, a superfície poderia manter água líquida. Fundamente com cálculos e proponha ao menos duas condições físicas que poderiam tornar a superfície habitável.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Fluxo a 1,5 UA: S = S0/(1,5²)=1360/2,25 ˜ 604 W/m². Balanço: (1-A)S/4 = sT4 ? T = [(1-0.3)·604/4s]^{1/4}. Calcule: (0,7·604)/4 =105,78 W/m²; T ˜ (105,78/5,67×10?8)^{1/4} ˜ 208 K. Com efeito estufa +30 K ? T˜238 K (<273 K), logo água líquida globalmente não seria estável. Para habitabilidade são necessárias, por exemplo: atmosfera muito mais densa (aumentar efeito estufa >66 K) ou fontes internas de calor (tensão de maré, aquecimento geotérmico) ou reservatórios subterrâneos/bolsões aquosos isolados. Também favorecem vida regiões com alta concentração de gases de efeito estufa (CO2, CH4) e circulação atmosférica eficiente que redistribua calor do dia para a noite.
Explicação
O cálculo do fluxo solar e da temperatura de equilíbrio é fundamental para entender as condições climáticas do planeta. A temperatura obtida, mesmo com o efeito estufa, indica que a água líquida não seria estável, uma vez que está abaixo do ponto de congelamento. Para tornar a superfície habitável, é necessário aumentar a densidade atmosférica ou ter fontes internas de calor que mantenham temperaturas adequadas.
Raio-X da questão
temperatura de equilíbrio
avaliacao
balanço radiativo · temperatura de equilíbrio
Revisar balanço radiativo e efeitos do albedo.
O aluno pode confundir a temperatura de equilíbrio com a temperatura real do planeta, não considerando o efeito estufa e suas implicações.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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