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Disciplina: Transferência de Calor e Massa Curso: Engenharia de Alimentos Transferência de Calor por Radiação Lei de Stefan-Boltzmann para radiação de calor Lista de Exercícios Resolvida Questão 1 Qual é a principal ideia por trás da Lei de Stefan-Boltzmann? A) A radiação de calor é diretamente proporcional à temperatura absoluta do corpo B) A radiação de calor é diretamente proporcional ao quadrado da temperatura absoluta do corpo C) A radiação de calor é diretamente proporcional ao cubo da temperatura absoluta do corpo D) A radiação de calor é diretamente proporcional à quarta potência da temperatura absoluta do corpo E) A radiação de calor é diretamente proporcional à quinta potência da temperatura absoluta do corpo Resposta: D) A radiação de calor é diretamente proporcional à quarta potência da temperatura absoluta do corpo Explicação: A Lei de Stefan-Boltzmann estabelece que a radiação de calor é diretamente proporcional à quarta potência da temperatura absoluta do corpo, ou seja, Q = σ * T^4, onde Q é a radiação de calor, σ é a constante de Stefan-Boltzmann e T é a temperatura absoluta do corpo. Questão 2 Qual é a unidade de medida da constante de Stefan-Boltzmann? A) W/m²K B) W/m²K^4 C) J/m²K D) J/m²K^4 E) kg/m²K Resposta: B) W/m²K^4 Explicação: A constante de Stefan-Boltzmann é medida em W/m²K^4, o que representa a quantidade de energia radiada por unidade de área e por unidade de tempo, em função da temperatura absoluta do corpo. Questão 3 Qual é o efeito da temperatura na radiação de calor, de acordo com a Lei de Stefan- Boltzmann? A) A radiação de calor aumenta linearmente com a temperatura B) A radiação de calor aumenta quadraticamente com a temperatura C) A radiação de calor aumenta cubicamente com a temperatura D) A radiação de calor aumenta à quarta potência com a temperatura E) A radiação de calor diminui com a temperatura Resposta: D) A radiação de calor aumenta à quarta potência com a temperatura Explicação: De acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, a radiação de calor aumenta à quarta potência com a temperatura absoluta do corpo, o que significa que pequenas variações na temperatura podem causar grandes variações na radiação de calor. Questão 4 Qual é a aplicação prática da Lei de Stefan-Boltzmann? A) Calorimetria B) Termometria C) Radiação de calor em fogões e fornos D) Radiação de calor em sistemas de refrigeração E) Radiação de calor em sistemas de aquecimento solar Resposta: C) Radiação de calor em fogões e fornos Explicação: A Lei de Stefan-Boltzmann é fundamental para entender a radiação de calor em fogões e fornos, onde a temperatura é alta e a radiação de calor é intensa. Questão 5 Qual é o efeito da emissividade na radiação de calor, de acordo com a Lei de Stefan- Boltzmann? A) A emissividade aumenta a radiação de calor B) A emissividade diminui a radiação de calor C) A emissividade não afeta a radiação de calor D) A emissividade aumenta a radiação de calor apenas em superfícies opacas E) A emissividade diminui a radiação de calor apenas em superfícies opacas Resposta: A) A emissividade aumenta a radiação de calor Explicação: De acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, a emissividade é uma medida da capacidade de uma superfície emitir radiação de calor, e uma emissividade maior significa uma maior radiação de calor. Questão 7 Qual é o efeito da temperatura na radiação de calor em uma superfície opaca, de acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann? A) A radiação de calor aumenta linearmente com a temperatura B) A radiação de calor aumenta quadraticamente com a temperatura C) A radiação de calor aumenta cubicamente com a temperatura D) A radiação de calor aumenta à quarta potência com a temperatura E) A radiação de calor diminui com a temperatura Resposta: D) A radiação de calor aumenta à quarta potência com a temperatura Explicação: De acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, a radiação de calor em uma superfície opaca aumenta à quarta potência com a temperatura absoluta da superfície. Isso significa que pequenas variações na temperatura podem causar grandes variações na radiação de calor. Questão 8 Qual é a importância da Lei de Stefan-Boltzmann na engenharia térmica? A) Permite calcular a radiação de calor em superfícies opacas B) Permite calcular a condutividade térmica de materiais C) Permite calcular a convecção de calor em fluidos D) Permite calcular a transferência de calor por radiação em sistemas complexos E) Permite calcular a eficiência de sistemas de aquecimento e refrigeração Resposta: A) Permite calcular a radiação de calor em superfícies opacas Explicação: A Lei de Stefan-Boltzmann é fundamental na engenharia térmica, pois permite calcular a radiação de calor em superfícies opacas, o que é importante para projetar sistemas de aquecimento e refrigeração eficientes. Questão 9 Qual é o efeito da emissividade na radiação de calor em uma superfície opaca, de acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann? A) A emissividade aumenta a radiação de calor B) A emissividade diminui a radiação de calor C) A emissividade não afeta a radiação de calor D) A emissividade aumenta a radiação de calor apenas em superfícies opacas E) A emissividade diminui a radiação de calor apenas em superfícies opacas Resposta: A) A emissividade aumenta a radiação de calor Explicação: De acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, a emissividade é uma medida da capacidade de uma superfície emitir radiação de calor, e uma emissividade maior significa uma maior radiação de calor. Questão 10 Qual é a relação entre a Lei de Stefan-Boltzmann e a Lei de Wien? A) A Lei de Stefan-Boltzmann é uma aplicação da Lei de Wien B) A Lei de Wien é uma aplicação da Lei de Stefan-Boltzmann C) A Lei de Stefan-Boltzmann e a Lei de Wien são independentes D) A Lei de Stefan-Boltzmann descreve a radiação de calor, enquanto a Lei de Wien descreve a distribuição espectral da radiação E) A Lei de Stefan-Boltzmann descreve a distribuição espectral da radiação, enquanto a Lei de Wien descreve a radiação de calor Resposta: D) A Lei de Stefan-Boltzmann descreve a radiação de calor, enquanto a Lei de Wien descreve a distribuição espectral da radiação Explicação: A Lei de Stefan-Boltzmann descreve a radiação de calor em uma superfície opaca, enquanto a Lei de Wien descreve a distribuição espectral da radiação, ou seja, a forma como a radiação é distribuída em diferentes comprimentos de onda. Questão 11 Qual é o efeito da temperatura na distribuição espectral da radiação, de acordo com a Lei de Wien? A) A temperatura aumenta a intensidade da radiação em todos os comprimentos de onda B) A temperatura diminui a intensidade da radiação em todos os comprimentos de onda C) A temperatura aumenta a intensidade da radiação em comprimentos de onda curtos e diminui em comprimentos de onda longos D) A temperatura diminui a intensidade da radiação em comprimentos de onda curtos e aumenta em comprimentos de