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Uma placa de cerâmica, com emissividade térmica 0, é aquecida a temperatura T0 apresentando uma taxa de emissão de calor de Q’0. Se a emissividade térmica for reduzida em 20%, e a temperatura for dobrada, a nova taxa de emissão de calor será

(A) 0,8 Q’0
(B) 1,6 Q’0
(C) 3,2 Q’0
(D) 12,8 Q’0
(E) 16,0 Q’0
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ano passado

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Analisando a situação apresentada na questão, temos que a emissão de calor de uma placa de cerâmica está relacionada à sua emissividade térmica e à temperatura. Se a emissividade térmica for reduzida em 20% e a temperatura for dobrada, podemos calcular a nova taxa de emissão de calor da seguinte forma: A emissão de calor é proporcional à emissividade térmica e à quarta potência da temperatura absoluta (Lei de Stefan-Boltzmann). Portanto, podemos usar a fórmula: \(Q' = \epsilon \cdot \sigma \cdot A \cdot T^4\) Onde: \(Q'\) = taxa de emissão de calor \(\epsilon\) = emissividade térmica \(\sigma\) = constante de Stefan-Boltzmann \(A\) = área da superfície \(T\) = temperatura Vamos chamar a nova emissividade de \(\epsilon'\) e a nova temperatura de \(T'\). Temos que: \(\epsilon' = 0,8 \epsilon\) (redução de 20% na emissividade) \(T' = 2T\) (temperatura dobrada) Substituindo na fórmula, temos: \(Q'' = \epsilon' \cdot \sigma \cdot A \cdot (2T)^4\) \(Q'' = 0,8 \epsilon \cdot \sigma \cdot A \cdot 16T^4\) \(Q'' = 12,8 \epsilon \cdot \sigma \cdot A \cdot T^4\) Portanto, a nova taxa de emissão de calor será 12,8 vezes a taxa original, ou seja, a alternativa correta é: (D) 12,8 Q’0.

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