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 kcal/h? Considere σ = 4,88 ×10-8 (kcal/h).m2.K4
Para resolver este problema, devemos colocar em prática nosso conhecimento sobre Fenômenos dos Transportes, mais especificamente sobre Transferência de Calor.
Para calcular o calor transmitido por radiação, faremos uso da seguinte equação:
\(q=ε\cdot \sigma\cdot A\cdot \Delta T^4,\)
em \(q\) é o calor transmitido; \(ε\) a emissividade; \(\sigma\) constante de Stefan-Boltzmann; \(A\) a área do elemento; e \(\Delta T\) a variação de temperatura.
No problema em questão, tem-se que \(ε=0,8\), \(\sigma=4,88\cdot 10^{-8}\text{ } \frac{\text{kcal}}{\text h\cdot\text m^2 \cdot \text K^4}\), \(A=0,5 \text{m}^2\) e uma variação de temperatura de:
\(\begin{align} \Delta T&=160\text{ °C}-21\text{ °C} \\&=139\text{ °C} \\&=412,15 \text{ K} \end{align}\)
Substituinto todos os dados na equação dada, resulta que:
\(\begin{align} q&=0,8\cdot\left(4,88\cdot 10^{-8}\text{ } \frac{\text{kcal}}{\text h\cdot\text m^2 \cdot \text K^4}\right)\cdot (0,5\text{ m}^2)\cdot(412,15\text{ K})^4 \\&=563,25 \frac{\text{kcal}}{\text h} \end{align}\)
Portanto, a emissão de radiação pela superfície é de \(\boxed{563,25 \frac{\text{kcal}}{\text h}}\).
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