Considere uma superfície opaca com emissividade
que está trocando calor por radiação com o ambiente. A temperatura da superfície é
. A constante de StefanBoltzmann é
.
Use a equação derivada para calcular o fluxo radiante líquido da superfície para o ambiente.
Use a equação derivada para calcular o fluxo radiante líquido da superfície para o ambiente.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre uma superfície que está perdendo calor por radiação para o ambiente. A gente precisa calcular o fluxo radiante líquido dessa superfície. Estamos lidando com o conteúdo de Radiação Térmica, e para resolver isso, vamos usar a Lei de Stefan-Boltzmann. Vamos precisar dos valores da emissividade, temperaturas da superfície e do ambiente, e a constante de Stefan-Boltzmann.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é emissividade. A emissividade (
) é uma medida de quão eficazmente uma superfície irradia energia. Ela varia de 0 a 1, onde 1 significa emissividade máxima.
Passo 3
A Lei de Stefan-Boltzmann nos diz que o fluxo de energia radiada por unidade de área de uma superfície é proporcional à quarta potência da sua temperatura absoluta. A fórmula é:
Aqui:
- $ q $ é o fluxo radiativo líquido,
- $ \varepsilon $ é a emissividade,
- $ \sigma $ é a constante de Stefan-Boltzmann (
), - $ T_s $ é a temperatura da superfície,
- $ T_{amb} $ é a temperatura do ambiente.
Passo 4
Vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Passo 5
Substituindo esses valores na equação:
Passo 6
Vamos calcular
e
:
Passo 7
Agora, vamos calcular a diferença:
Passo 8
Substituindo de volta na equação:
Passo 9
Multiplicando os números:
Resposta
O fluxo radiante líquido da superfície para o ambiente é aproximadamente 2467 W/m².