Um fogão de ferro, utilizado para aquecer uma sala por radiação, é mais eficiente se:
Escolha uma opção:
a. a sua superfície exterior for coberta com tinta de alumínio
b. a sua superfície interior for altamente polida
c. a sua superfície exterior for rugosa e negra
d. a sua superfície interior for coberta com tinta de alumínio
e. a sua superfície exterior for altamente polida
a. a sua superfície exterior for coberta com tinta de alumínio
b. a sua superfície interior for altamente polida
c. a sua superfície exterior for rugosa e negra
d. a sua superfície interior for coberta com tinta de alumínio
e. a sua superfície exterior for altamente polida
Passo 1
O enunciado pergunta como tornar um fogão de ferro mais eficiente para aquecer uma sala por radiação. O conteúdo envolvido é termodinâmica (radiação térmica) e o que precisamos usar é o conceito de emissividade de superfícies e a lei de Stefan–Boltzmann.
Passo 2
A taxa de energia térmica radiada por um corpo é dada pela lei de Stefan–Boltzmann:
onde
é a emissividade (varia de 0 a 1),
é a constante de Stefan–Boltzmann,
é a área e
é a temperatura. Para maximizar
, queremos
o mais próximo possível de 1.
Passo 3
Superfícies rugosas e negras têm emissividade alta
, enquanto superfícies metálicas e polidas têm emissividade baixa. Pinturas de alumínio ou polimento refletem a maior parte da radiação, reduzindo
.
Passo 4
Como o objetivo é radiar calor para a sala, quem importa é a superfície exterior do fogão. Logo, devemos torná-la o mais emissiva possível, ou seja, rugosa e preta.
Resposta
c. a sua superfície exterior for rugosa e negra