QUESTÃO 40
Com relação ao processo de troca de calor por radiação, analise as afirmativas abaixo e assinale a opção correta.
I- Segundo a Lei do Deslocamento de Wien, o comprimento de onda que torna máximo o poder emissivo monocromático é diretamente proporcional à temperatura.
ll- O fator de forma de radiação é uma grandeza adimensional.
III- Uma superficie cinza emite menos energia radiante do que uma superfície negra.
IV- A troca de calor radiante entre duas superfícies negras é função apenas das temperaturas de cada superficie.
(A) Apenas a afirmativa l é verdadeira.
(B) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.
(C) Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras.
(D) Apenas as afirmativas II e IV são verdadeiras.
(E) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras.
ll- O fator de forma de radiação é uma grandeza adimensional.
III- Uma superficie cinza emite menos energia radiante do que uma superfície negra.
IV- A troca de calor radiante entre duas superfícies negras é função apenas das temperaturas de cada superficie.
(A) Apenas a afirmativa l é verdadeira.
(B) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.
(C) Apenas as afirmativas I e III são verdadeiras.
(D) Apenas as afirmativas II e IV são verdadeiras.
(E) Apenas as afirmativas I e IV são verdadeiras.
Passo 1
O enunciado apresenta quatro afirmativas sobre o processo de troca de calor por radiação e pede para identificar quais são verdadeiras. O conteúdo envolve a Lei do Deslocamento de Wien, fatores de forma (view factors), superfícies cinza versus negras e a troca radiante entre superfícies negras.
Passo 2
Analisando a afirmativa I: “Segundo a Lei do Deslocamento de Wien, o comprimento de onda que torna máximo o poder emissivo monocromático é diretamente proporcional à temperatura.”
A Lei de Wien afirma
A Lei de Wien afirma
onde
é constante. Portanto
ou seja,
é inversamente proporcional à temperatura. Logo, I é falsa.
Passo 3
Analisando a afirmativa II: “O fator de forma de radiação é uma grandeza adimensional.”
O fator de forma (ou view factor) é a razão de áreas projetadas e ângulos sólidos, portanto sem unidades. Logo, II é verdadeira.
O fator de forma (ou view factor)
Passo 4
Analisando a afirmativa III: “Uma superfície cinza emite menos energia radiante do que uma superfície negra.”
Para uma superfície cinza, a emissividade , então sua emissão é
Para uma superfície cinza, a emissividade
que seria o valor de um corpo negro. Logo, III é verdadeira.
Passo 5
Analisando a afirmativa IV: “A troca de calor radiante entre duas superfícies negras é função apenas das temperaturas de cada superfície.”
Para superfícies negras há resistência apenas no espaço, mas o fluxo é
Para superfícies negras há resistência apenas no espaço, mas o fluxo é
onde
depende da geometria. Portanto, além das temperaturas, depende do fator de forma. Logo, IV é falsa.
Passo 6
Das quatro afirmativas, apenas II e III são verdadeiras.
Resposta
(B) Apenas as afirmativas II e III são verdadeiras.