Um pequeno corpo é colocado dentro de uma câmara esférica de aço inoxidável com diâmetro de 3 m . A câmara é evacuada e tem uma temperatura superficial constante de 500 K . Determine a radiação incidente na superfície do pequeno corpo dentro da câmara se a superfície interna da câmara for
revestida de preto
revestida de preto
Passo 1
O enunciado descreve um pequeno corpo dentro de uma câmara esférica evacuada cujo diâmetro é de
,m e cuja superfície interna se comporta como corpo negro a
,K. Queremos a radiação incidente (irradiância) sobre a superfície do corpo. O conteúdo aplicado é radiação entre superfícies, em que, num recinto fechado com paredes negras, a irradiância no corpo é igual à emissividade do corpo negro das paredes.
Passo 2
Num recinto completamente negro e em equilíbrio térmico, o fator de vista entre o corpo e a parede é
, logo toda a radiação emitida pela parede atinge o corpo. Assim, a irradiância
no corpo é igual à emissiva de corpo negro da parede:
Passo 3
A emissiva de corpo negro é dada pela lei de Stefan–Boltzmann:
onde
,
K
.
Passo 4
Substituindo
,K:
Portanto, a radiação incidente no corpo é aproximadamente
,W/m
.
Resposta
A irradiância incidente é