Aula 4 - Radiação Térmica - Exercícios

Prévia do material em texto

Fenômeno de Transferência Professor Hans 
Aula 4: Radiação Térmica - Exercícios 
 
 
1) (CENTRAIS ELÉTRICAS DE SANTA 
CATARINA) Assinale a alternativa correta a 
respeito da transferência de calor por radiação. 
a) Toda superfície a uma temperatura maior que 
zero Kelvin emite energia na forma de ondas 
eletromagnéticas. 
b) As ondas eletromagnéticas propagam-se por 
qualquer meio à velocidade da luz. 
c) A radiação eletromagnética necessita de um 
meio material para que se propague. 
d) A radiação, no contexto da transmissão de calor, 
consiste no transporte de energia por meio de 
ondas mecânicas e eletromagnéticas. 
e) Na ausência de um meio, existe uma 
transferência de calor por radiação entre duas 
superfícies, mesmo que se encontrem na mesma 
temperatura. 
 
2) (FUNDAÇÃO CEARENSE DE 
METEOROLOGIA E RECURSOS 
HÍDRICOS) 
A Lei de Wien estabelece que 
a) o comprimento de onda no qual um determinado 
corpo irradia mais fortemente é proporcional à 
temperatura do corpo. 
b) o comprimento de onda no qual um 
determinado corpo irradia mais fortemente é 
inversamente proporcional à temperatura do 
corpo. 
c)a radiância espectral emitida por um objeto em 
equilíbrio termodinâmico é função da temperatura 
absoluta do objeto. 
d) a radiância espectral emitida por um objeto em 
equilíbrio termodinâmico não é função da 
temperatura absoluta do objeto. 
 
3) (INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, 
CIÊNCIAS E TECNOLOGIA DO PARÁ) Uma 
lâmpada incandescente consiste de um filamento 
no vácuo. Em condições normais de 
funcionamento o filamento tem uma temperatura 
de 1600 K. Outra lâmpada com um filamento 
similar, que está em um bulbo preenchido com gás, 
tem o filamento com temperatura de 3200 K. 
Considere que ambos os filamentos, neste 
processo, se comportam como corpos negros. 
Analisando-se os espectros das radiações emitidas 
pelo filamento no vácuo e pelo filamento no ar, 
respectivamente, verifica-se que a razão entre os 
comprimentos de onda nos quais as intensidades 
das radiações são máximas é de 
A1:2. B1:1. C2:1. D8:1 E16:1. 
 
4) (PETROBRAS) Em relação ao processo de 
troca de calor através de radiação, afirma-se que: 
 
I - segundo a Lei do Deslocamento de Wien, o 
comprimento de onda que torna máximo o poder 
emissivo monocromático é diretamente 
proporcional à temperatura; 
II - o fator de forma de radiação é uma grandeza 
adimensional; 
III - uma superfície cinza emite menos energia 
radiante do que uma superfície negra; 
IV - a troca de calor radiante entre duas superfícies 
negras é função apenas das temperaturas de cada 
superfície. 
 
Estão corretas apenas as afirmações: 
A I e II 
B I e III 
C I e IV 
D II e III 
E II e IV 
 
5) (COMPANHIA DE GÁS DA BAHIA) O 
estudo e o entendimento da radiação térmica, 
exluindo-se as considerações relacionadas com a 
natureza específica do material, é muito 
importante para as medições de temperatura por 
meio do uso de temômetros lasers. Neste caso é 
conveniente considerar a existência de um corpo 
ideal, o assim denominado de CORPO NEGRO, o 
qual pode ser definido como: 
 
A Emissor e condutor ideal. 
B Refrator e refletor ideal. 
C Condutor e transmissor ideal. 
D Um emissor e absorvedor ideal. 
E Absorvedor e refletor ideal. 
 2 
6) (DEPARTAMENTO DE ARQUITETURA E 
ENGENHARIA DO ESTADO DO CEARÁ) 
Considere um grande recipiente isotérmico que 
é mantido a uma temperatura uniforme de 
1000 K. Calcule o poder emissivo da radiação 
que emerge de um pequeno orifício na 
superfície do recipiente em W/m². Dado: σ = 
5,67 x 10⁻⁸ W/m².K⁴ 
a)5,67 x 10⁴ 
b)5,67 x 10⁻⁴ 
c)1,134 x 10⁵ 
d)9,07 x 10⁻⁵ 
 
7) O poder emissivo total da superfície da placa de 
um coletor solar é 525 W/m2. A distribuição da 
irradiação superficial é mostrada na figura abaixo. 
85% da irradiação é absorvida, enquanto 15% é 
refletida. 
 
a) Qual é a irradiação total sobre a placa? 
b) Qual a radiosidade total? 
c) Qual é o fluxo radiante líquido que deixa a 
superfície? 
 
8) Um reator em uma indústria trabalha a 600 oC 
em um local onde a temperatura ambiente é 27 oC 
e o coeficiente de película externo é 40 
kcal/h.m2.oC. O reator foi construído de aço inox 
(ε = 0,06) com 2 m de diâmetro e 3 m de altura. 
 
 
Determine o fluxo total de calor por convecção 
e radiação. 
9) Um duto de ar quente, com diâmetro externo de 22 cm e 
temperatura superficial de 93 oC, está localizado num 
grande compartimento cujas paredes estão a 21oC. O ar no 
compartimento está a 27oC e o coeficiente de película é 5 
kcal/h.m2.oC. 
 
Considerando convecção e radiação, determinar a 
quantidade de calor transferida por unidade de tempo, para 
cada 1 metro de tubo, se: 
a) o duto é de estanho (ε = 0,1) 
b) o duto é pintado com laca branca (ε = 0,9) 
 
 
 
Gabarito 
 
1-A 
2-B 
3-C 
4-D 
5-D 
6-A 
7- 
a)765W/m2 
b) 660 W/m2 
c) -240 W/m2 
 
8- 
a) 576208 kcal/h 
b) 42159 kcal/h 
 
9- 
a) 263,1kcal/h 
b) 543,1kcal/h