Enunciado

A temperatura e a emissividade da superfície externa de uma parede de uma casa são, respectivamente, 30   ° C e ε = 0,7 . A temperatura do ar ambiente em torno dessa parede é de 15   ° C com emissividade média de 0,9 . Determine a taxa de emissão de energia radiante, por uma unidade de área, da superfície da parede e da superfície do ambiente.

Passo 1

Vamos lá, pessoal! Nós temos um problema de transferência de calor por radiação. A questão quer saber a taxa de emissão dessa energia por unidade de área, Q ˙ , nas duas superfícies.

Nós sabemos que para essa forma de transferência por unidade área, podemos escrever:

Q ˙ A = ε σ A T 4

Onde σ = 5,67 × 10 - 8   W / m 2 K 4 , o enunciado nos deu a temperatura da superfície externa, T = 30   ° C em torno da parede e a emissividade da superfície externa ε = 0,7 . Mas a gente quer achar a taxa de emissão Q ˙ , então vamos substituir os dados na fórmula:

Q ˙ A = 0,7 5,67 × 10 - 8   W / m 2 K 4 30 + 273,15   K 4

Aqui é bem importante converter a temperatura para Kelvin, porque a gente tá vendo só a emissão de calor dessa superfície e não a diferença entre o que é emitido pelo material e o ambiente.

Q ˙ A = 335   W / m 2

Passo 2

Agora para a emissão por unidade de área do ambiente com T = 15   ° C e emissividade ε = 0,9 , temos:

Q ˙ A = 0 , 9 5,67 × 10 - 8   W / m 2 K 4 15 + 273,15   K 4

Q ˙ A = 3 51,8   W / m 2

Prontinho, vamos pra próxima 😉

Resposta

Q ˙ A = 335   W / m 2 e Q ˙ A = 351,8   W / m 2

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