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Exercícios Resolvidos de Radiação

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Enunciado

Um astronauta está solto no espaço, trabalhando duro no seu traje espacial lacrado. Ele está exposto ao Sol, o qual incide sobre o traje com potência total de 1370   W / m 2 . Parte desta radiação solar é refletida pelo traje branco e pelo capacete espelhado (que são assim justamente com este fim), mas uma parcela substancial é absorvida pelo traje. Para não superaquecer, o astronauta precisa transferir calor para sua vizinhança, por meio de

(A) Condução de calor para o espaço

(B) Convecção da atmosfera dentro do traje

(C) Irradiação de calor para o espaço

(D) Evaporação de gás para o espaço

(E) Um processo isocórico dentro do traje

Passo 1

Precisamos lembrar das formas de condução de calor.

Condução é quando o calor se propaga átomo a átomo em um material.

Convecção ocorre em fluidos, pois quanto mais quentes ficam menos densos e tendem a subir, enquanto a parte mais fria, mais densa, tende a descer, gerando uma corrente de fluido.

E irradiação que é a única forma que acontece através de ondas eletromagnéticas, e por isso, é a única forma que se propaga até no vácuo.

Passo 2

Sabendo que condução e convecção não podem ocorrer no vácuo, já podemos excluir as alternativas (A) Condução de calor para o espaço e (B) Convecção da atmosfera dentro do traje.

A alternativa (D) Evaporação de gás para o espaço não é possível pois o traje está lacrado, o que impediria a evaporação do gás.

Passo 3

(E) Um processo isocórico dentro do traje não resolveria, pois pela conservação de energia, o processo ainda precisaria de uma forma de transferir calor para fora.

A única forma de transmitir calor no vácuo é a irradiação térmica. Logo, a resposta correta é (C) Irradiação de calor para o espaço.

Resposta

(C) Irradiação de calor para o espaço

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