Exercícios Resolvidos de Radiação

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamentos de Física, volume 2 , 8º ed. Rio de Janeiro: LTC , 2008, pp 210. x-y 55

Uma esfera com 0,500   m de raio, cuja emissividade é 0,850 , está a 27,0 ° C em um local onde a temperatura ambiente é 77,0   ° C . Com que taxa a esfera a   emite e b absorve radiação térmica? c   Qual é a taxa líquida de troca de energia da esfera?

Passo 1

a   Terminamos de ver a fórmula de emissão de radiação

P r a d = e . σ . A . T 4

O corpo está a 27 ° C o que equivale a

T K = 273 + 27

T K = 300   K

Agora podemos substituir na fórmula de radiação

P r a d = 0,850   .   5,67.10 - 8 . 4 π . 0,5 2 . 300 4

P r a d = 1,23   k W

Lembrando que a área de um esfera é 4 π r 2

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

b   Para sabermos quanto a esfera absorve vamos usar a mesma fórmula, porém a temperatura não é mais a da esfera e sim do meio onde ela está que é 77 ° C , como temos que usar em kelvin, temos

T K = 273 + 77

T K = 350   K

Substituindo agora na fórmula de irradiação

P r e c = 0,850   .   5,67.10 - 8 . 4 π . 0,5 2   .   350 4

P r e c = 2,28   k W

Passo 3

c   A taxa líquida é o quanto o objeto recebe menos quanto ele emite de radiação

P l = P r e c - P r a d

P l = 2,28 - 1,23

P l = 1,05   k W

Resposta

a   P r a d = 1,23   k W

b   P r e c = 2,28   k W

c   P l = 1,05   k W

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