145 – Mais de 90% da energia dissipada por uma lâmpada incandescente acontece na forma de calor e não de luz. Qual é a temperatura de um filamento de tungstênio fechado no vácuo em uma lâmpada incandescente de 100   W com área de superfície exposta de 2,03   c m 2 ? A emissividade do tungstênio a altas temperaturas é cerca de 0,35. Note que a lâmpada consome 100   W de energia elétrica, que é totalmente dissipada por radiação.

  1. 1.870   K
  2. 2.230   K
  3. 2.640   K
  4. 3,120   K
  5. 2.980   K

Passo 1

A transferência de calor total é calculada usando a equação

Q = ε σ A s ∆ T

Q = ε σ A s ( T 4 - T ∞ 4 )

Sabemos que σ = 5,67 × 10 - 8

Vamos substituir pelos valores fornecidos no enunciado. Lembre-se de transformar as medidas para o sistema internacional (m, kg, s). Nesse caso, temos a área em c m 2 e precisamos passar para m 2 .

A s = 2,03 c m 2 = 2,03 × 10 - 4 m 2

Dessa forma, temos:

100 = 0,35 × 5,67 × 10 - 8 × 2,03 × 10 - 4 × T 4

Repare que T ∞ = 0 , pois estamos trabalhando no vácuo, ou seja, sem nenhum fluido.

T = 2230   K

Portanto, a resposta correta é a opção ( b ).

Resposta

b)   T = 2230   K

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