Calcule a irradiância (fluxo radiativo) recebida na órbita média da Terra a partir do Sol. Use L = 3,80×10^26…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule a irradiância (fluxo radiativo) recebida na órbita média da Terra a partir do Sol. Use L = 3,80×10^26 W e distância d = 1,496×10^11 m. Use F = L/(4pd^2). Apresente resultado em W·m^-2 (SI).
- A) F ˜ 1,36×10^3 W·m^-2
- B) F ˜ 1,00×10^3 W·m^-2
- C) F ˜ 2,00×10^3 W·m^-2
- D) F ˜ 1,50×10^3 W·m^-2
- E) F ˜ 5,00×10^2 W·m^-2
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identifique os dados: L = 3,80×10^26 W e d = 1,496×10^11 m, com a fórmula F = L/(4 pi d^2). Passo 2: Calcule d^2: (1,496×10^11)^2 = 2,238×10^22 m^2. Passo 3: Calcule o denominador: 4 pi d^2 = 12,566 × 2,238×10^22 ≈ 2,812×10^23 m^2. Passo 4: Divida a luminosidade pelo denominador: F = 3,80×10^26 / 2,812×10^23 ≈ 1,35×10^3 W·m^-2. Passo 5: Compare com as alternativas. O valor 1,35×10^3 fica mais próximo de 1,36×10^3 (alternativa A) do que de qualquer outra, por isso A é a resposta. Passo 6: Por que as outras estão erradas: B (1,00×10^3) está longe do resultado; C (2,00×10^3) é quase o dobro do valor; D (1,50×10^3) superestima o resultado; E (5,00×10^2) subestima a irradiância por um fator grande. Observação: o valor de 1,36×10^3 W·m^-2 é a constante solar conhecida, obtida com luminosidade ligeiramente maior (3,828×10^26 W). Com o L fornecido, o resultado exato é cerca de 1,35×10^3, e a alternativa A é a escolha mais adequada entre as opções.
💡 Dica: Aplique a fórmula F = L/(4πd²) para encontrar a irradiância.
Alternativa por alternativa
Aplicando F = L/(4pd^2): F = 3,80×10^26 /(4p(1,496×10^11)^2) ˜ 1,36×10^3 W·m^-2, valor conhecido como constante solar.
O aluno provavelmente arredondou os valores de forma excessiva ou cometeu um erro de potência de dez ao montar o denominador, chegando a um número redondo sem verificar a ordem de grandeza do resultado.
O aluno provavelmente errou o cálculo do denominador, por exemplo multiplicando por 2 em vez de 4 pi ou esquecendo parte do fator, o que dobra o resultado final.
O aluno provavelmente arredondou 1,35 para 1,5 de forma grosseira ou fez uma estimativa imprecisa do quociente, sem conferir o resultado com a precisão pedida.
Por que engana: Confundir a fórmula de irradiância com a de intensidade, aplicando incorretamente os valores de L e d.
O aluno provavelmente não tratou a distância corretamente, por exemplo dividindo por d ou por d^2 de forma errada, o que reduz o resultado. Assim ele não percebe que a irradiância decai com o quadrado da distância, mas também não aplica a divisão corretamente.
Raio-X da questão
irradiância solar
avaliacao
cálculo de irradiância · lei da gravitação universal
Revisar a fórmula de cálculo da irradiância e suas unidades.
Confundir a fórmula de irradiância com a de intensidade, aplicando incorretamente os valores de L e d.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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