Aula-Radiação

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Propriedades térmicas 
dos alimentos
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TRANSFERÊNCIA DE 
CALOR POR RADIAÇÃO
Professora Dra. Dafne Garcia Pereira
INTRODUÇÃO
• Todos os corpos em temperaturas superiores ao zero
absoluto emitem ondas eletromagnéticas cuja
intensidade depende da temperatura, quanto mais
alta, maior a quantidade de energia emitida.
• Esse fenômeno é conhecido como radiação.
• A luz visível é uma forma de radiação
eletromagnética, como também o são o infravermelho,
as ondas de rádio, as microondas e os raios X.
• Todas essas formas de radiação transferem energia
de uma região do espaço para outra, sem a
necessidade de um meio físico para propagá-la.
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INTRODUÇÃO
• O calor que sentimos expostos ao Sol é uma fração ínfima
da energia que ele emite e que nos é transmitida pelo
espaço como radiação eletromagnética.
• As ondas são interceptadas e absorvidas pela matéria,
aumentando o seu nível de energia, e emitindo radiação
em diferentes comprimentos de onda, sendo os
comprimentos menores os de maior energia.
• A radiação térmica compreende desde a região do
espectro do ultravioleta, passando pela região das ondas
visíveis, ou seja, radiação eletromagnética de comprimento
de onda entre 0,7 μm (luz vermelha) e 0,4 μm (luz violeta)
até o infravermelho
INTRODUÇÃO
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LEIS FUNDAMENTAIS
• Os corpos podem emitir ou absorver energia
radiante, de maneira que o corpo negro pode ser
definido como uma superfície ideal que absorve toda
a radiação incidente.
• Não existe superfície que emita mais energia que
um corpo negro e embora a radiação emitida seja
uma função do comprimento de onda e da
temperatura, ela é independente da direção, ou seja,
é um emissor difuso.
• Como o corpo negro é aquele que emite e absorve
toda a radiação possível em determinada
temperatura, é considerado o padrão, com o qual as
superfícies reais podem ser comparadas.
LEIS FUNDAMENTAIS - Lei de Planck
• A Lei de Planck da Radiação, também conhecida
como Lei de Planck, é um importante resultado
da teoria quântica que descreve a distribuição
espectral de energia radiante emitida por um
corpo negro (um objeto idealizado que absorve e
emite toda a radiação que incide sobre ele) em
função da frequência ou comprimento de onda
da radiação.
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LEIS FUNDAMENTAIS - Lei de 
Deslocamento de Wien
• A Lei de Deslocamento de Wien fornece o
comprimento de onda (denotado como o
comprimento de onda pico) em que a
distribuição espectral da radiação emitida por um
corpo negro atinge uma potência emissiva
máxima.
• Com o aumento da temperatura, o comprimento
de onda de emissão máxima se desloca para um
valor menor, enquanto o poder de emissão
aumenta
LEIS FUNDAMENTAIS - Lei de Stefan-
Boltzmann
• A Lei de Stefan-Boltzmann fornece a potência
total irradiada de uma fonte a uma dada
temperatura.
• O fluxo total de energia radiante emitido por um
corpo negro deve ser consistente com a
integração da quantidade de fluxo de calor
estimado usando a Lei de Planck para todos os
comprimentos de onda.
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LEIS FUNDAMENTAIS - Lei de Stefan-
Boltzmann
• A energia radiante que um corpo emite é dada
pela Lei de Stefan-Boltzmann
Emissividade
• A emissividade é relacionada com a radiação emitida, e
a quantidade e a qualidade (distribuição espectral) da
energia emitida dependem da temperatura.
• A capacidade de uma superfície de emitir energia
radiante ou emissividade (x) é definida como a razão
entre o fluxo de energia emitido pelo corpo e o que seria
emitido por um corpo negro na mesma temperatura.
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Emissividade
• Um corpo ideal (negro) emite a radiação máxima
possível já que a sua emissividade é unitária.
Propriedades gerais
• A transferência de energia por radiação é
significativamente diferente de outros fenômenos de
transferência de energia, porque não é proporcional ao
gradiente da temperatura e não é necessário um meio
natural para propagá-la.
• Tipicamente, qualquer molécula tem energia
translacional, vibracional, rotacional e eletrônica sob
estado quântico.
• A passagem de um nível de energia para outro depende
da absorção ou da emissão de energia pela molécula.
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Propriedades gerais
• Qualquer corpo a uma temperatura superior ao
zero absoluto pode emitir energia radiante e a
quantidade de energia emitida depende da sua
temperatura.
• Para simplificar os cálculos e facilitar o
entendimento dos problemas relacionados com
a radiação consideram-se propriedades médias
totais que independem da direção e do
comprimento de onda da radiação.
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Radiação – exercício 1
• Uma superfície com área de 0,5 m2 ,
emissividade igual a 0,8 e temperatura de 160ºC
é colocada no interior de uma grande câmara de
vácuo cujas paredes são mantidas a 21ºC.
• Determine a emissão de radiação pela superfície
em W?
• Dado: sigma = 5,67.10-8
Propriedades térmicas – Exercicios
• 1- Uma panela com água está sendo aquecida num
fogão. O calor das chamas se transmite através da
parede do fundo da panela para a água que está em
contato com essa parede e daí para o restante da água.
Na ordem desta descrição, o calor se transmitiu
predominantemente por:
• a) radiação e convecção
• b) radiação e condução
• c) convecção e radiação
• d) condução e convecção
• e) condução e radiação
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Propriedades térmicas – Exercicios
• 1 - Uma panela com água está sendo aquecida num fogão. O
calor das chamas se transmite através da parede do fundo da
panela para a água que está em contato com essa parede e
daí para o restante da água. Na ordem desta descrição, o
calor se transmitiu predominantemente por:
• a) radiação e convecção
• b) radiação e condução
• c) convecção e radiação
• d) condução e convecção
• e) condução e radiação
Propriedades térmicas – Exercicios
• 2 - A transmissão de calor por convecção só é possível:
• a) no vácuo
• b) nos sólidos
• c) nos líquidos
• d) nos gases
• e) nos fluidos em geral.
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Propriedades térmicas – Exercicios
• 2 - A transmissão de calor por convecção só é possível:
• a) no vácuo
• b) nos sólidos
• c) nos líquidos
• d) nos gases
• e) nos fluidos em geral.
Propriedades térmicas – Exercicios
• 3 - Sobre a transmissão de calor por condução, é correto
afirmar que:
• a) ocorre somente nos sólidos;
• b) pode ocorrer no vácuo;
• c) caracteriza-se pela transmissão de calor entre
partículas em razão da diferença de temperatura;
• d) caracteriza-se pelo transporte de matéria entre
regiões de um fluído em razão da diferença de
densidade.
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Propriedades térmicas – Exercicios
• 3 - Sobre a transmissão de calor por condução, é correto
afirmar que:
• a) ocorre somente nos sólidos;
• b) pode ocorrer no vácuo;
• c) caracteriza-se pela transmissão de calor entre 
partículas em razão da diferença de temperatura;
• d) caracteriza-se pelo transporte de matéria entre
regiões de um fluído em razão da diferença de
densidade.
Propriedades térmicas – Exercicios
• 4 - Observe as afirmações a seguir:
• O Sol aquece a Terra por meio do processo de
_____________ térmica;
• As panelas são feitas de metal porque esses materiais têm
maior capacidade de transmissão de calor por
_______________;
• Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na parte
superior de uma sala para facilitar o processo de
__________________.
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Propriedades térmicas – Exercicios
• 4 - Observe as afirmações a seguir:
• O Sol aquece a Terra por meio do processo de radiação
• As panelas são feitas de metal porque esses materiais têm
maior capacidade de transmissão de calor por condução
• Os aparelhos de ar-condicionado devem ficar na parte
superior de uma sala para facilitar o processo de convecção.
Referências 
• Tadini, Carmen C. Operações Unitárias na
Indústria de Alimentos. Disponível em: Minha
Biblioteca, Grupo GEN, 2015.
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