- Uma superfície negra rectangular de dimensões
, cuja temperatura é
encontra-se no exterior à noite voltada para o espaço (sem nuvens) e sem objectos circundantes. Se se considerar a temperatura média do espaço de 10 k , qual o saldo das trocas de calor por radiação.
Passo 1
O enunciado fornece uma placa negra retangular de dimensões
,cm cuja temperatura está em
. Ela fica exposta ao espaço (temperatura média
,K), sem outras trocas além da radiação. O conteúdo aqui é a troca de calor por radiação térmica, usando a lei de Stefan– Boltzmann, que diz que a potência radiada por unidade de área é
onde
é a emissividade (para corpo negro
),
,W/
,
é a temperatura da superfície e
a temperatura do espaço, ambas em kelvin.
Passo 2
Calculamos a área da placa em metros quadrados. As dimensões são
,cm e
,cm, ou seja
Passo 3
Convertendo a temperatura da placa de
para kelvin:
A temperatura do espaço é
Passo 4
Aplicamos a lei de Stefan–Boltzmann à área total. Como a emissividade é
, a potência líquida (positivo indicando saída de calor) é
Passo 5
Calculamos as potências das temperaturas:
Como
é desprezível frente a
, mantemos apenas o primeiro termo.
Passo 6
Agora o fluxo radiativo é
Multiplicando pela área,
Isso significa que a placa perde cerca de
,W por radiação para o espaço.
Resposta
A placa perde aproximadamente
,W por radiação.