Uma placa de vidro
tem
de área e 3 mm de espessura. Esta placa separa o ambiente externo e uma sala aquecida. Na face externa da placa a temperatura é de
e na face interna de
. A temperatura da vizinhança externa, longe da placa de vidro, é
. Determinar:
A taxa de calor transmitido por radiação entre a vizinhança e a placa de vidro
A taxa de calor transmitido por radiação entre a vizinhança e a placa de vidro
Passo 1
Beleza! A ideia aqui é calcular a taxa de calor trocada por radiação entre o ambiente externo (que está a –10 °C) e a face externa da placa de vidro (que está a 3 °C). Isso faz parte de transferência de calor (radiação térmica) e a gente vai usar a Lei de Stefan–Boltzmann, que diz que um corpo emite radiação proporcional a
.
O que precisamos:
- Converter as temperaturas para Kelvin.
- Aplicar a fórmula da radiação para superfícies cinzas:
- Substituir valores e calcular.
Passo 2
Primeiro, transforma as temperaturas em Kelvin:
Passo 3
A Lei de Stefan–Boltzmann para um corpo cinza (emissividade
) é:
onde
• (emissividade da placa)
•
•
•
•
•
Passo 4
Calculando os termômetros elevados à quarta:
Diferença:
Agora coloca tudo na fórmula:
Resposta
A taxa de calor transmitido por radiação entre a vizinhança (–10 °C) e a placa (3 °C) é de aproximadamente