A emissividade de um material cinzento e opaco, pode ser aproximada para 0,5 para a radiação em comprimentos de onda menores que
e 0,15 para radiação superior a
. Determinar a emissividade, refletividade, absortividade e transmissividade do material. Cite uma aplicação para este material.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre emissividade, refletividade, absortividade e transmissividade de um material que é cinzento e opaco. A matéria envolvida aqui é a transferência de calor por radiação, onde a emissividade mede quão bem um material emite radiação térmica. Para resolver isso, vamos precisar entender como essas quatro propriedades se relacionam entre si.
Passo 2
Primeiro, como o material é opaco, isso significa que ele não deixa a radiação passar por ele, ou seja, a transmissividade (
) é igual a zero.
Passo 3
Sabemos que para qualquer material, a soma da absorptividade (
), da refletividade (
) e da transmissividade (
) é igual a 1.
Como
, então:
Passo 4
Agora, como o material está em equilíbrio térmico, a absorptividade (
) é igual à emissividade (
) segundo a Lei de Kirchhoff.
Passo 5
Substituindo
por
na equação anterior:
Passo 6
Agora, vamos calcular cada propriedade para as duas faixas de comprimento de onda fornecidas:
-
Para comprimentos de onda menores que
: - Emissividade:
- Refletividade:
- Absortividade:
- Transmissividade:
- Emissividade:
-
Para comprimentos de onda maiores que
: - Emissividade:
- Refletividade:
- Absortividade:
- Transmissividade:
- Emissividade:
Passo 7
Resumo das Propriedades:
-
Para
: - Emissividade (
): 0,5 - Refletividade (
): 0,5 - Absortividade (
): 0,5 - Transmissividade (
): 0
- Emissividade (
-
Para
: - Emissividade (
): 0,15 - Refletividade (
): 0,85 - Absortividade (
): 0,15 - Transmissividade (
): 0
- Emissividade (
Passo 8
Aplicação do Material:
Esse tipo de material pode ser usado em revestimentos de edifícios para controle térmico. Por exemplo, em janelas que precisam refletir a radiação infravermelha para manter o ambiente interno mais fresco em dias quentes, aproveitando suas propriedades refletivas para comprimentos de onda maiores que
.
Resposta
Em resumo, as propriedades do material são:
-
Para
: - Emissividade (
): 0,5 - Refletividade (
): 0,5 - Absortividade (
): 0,5 - Transmissividade (
): 0
- Emissividade (
-
Para
: - Emissividade (
): 0,15 - Refletividade (
): 0,85 - Absortividade (
): 0,15 - Transmissividade (
): 0
- Emissividade (
Uma aplicação desse material é em revestimentos de janelas para controle térmico em edifícios, ajudando a refletir a radiação infravermelha e manter ambientes mais confortáveis.