Enunciado

Uma pequena superfície de área A1 = 3 cm² e um sensor de radiação com área A2 = 1 cm² são orientados como mostrado na figura abaixo. A superfície A1 é opaca e mantém uma temperatura constante de T1 = 400 K. A absortividade e emissividade da superfície A1 são 0,5 e 0,7, respectivamente. Considerando que a superfície A1 está experimentando 2000 W/m² de irradiação, determine a taxa em que a radiação emitida a partir de A1 é interceptada pelo sensor.

Passo 1

Vamos aproximar nossas áreas como superfícies diferencias, onde o ângulo feito por A2 sendo visto de A1 é:

ω 2 - 1 = A 2 cos ⁡ θ 2 L 2 = A 2 L 2 = 10 - 4 0,5 2 = 4 x 10 - 4 s r     ( p a r a   θ 2 = 0 ° )

A radiosidade da superfície A1 é expressada como:

J = E + G r e f = E + ρ G = ε E b + 1 - α G

Lembrando que α + ρ + τ = 1 → ρ = 1 - α   ( p a r a   c o r p o s   o p a c o s   τ = 0 )

J = ε σ T 1 4 + 1 - α G

J = 0,7 5,67 x 10 - 8 400 4 + 0,5 2000 = 2016   W / m ²

Passo 2

Como A1 é uma superfície difusora e reflectora, o somatório do que é emitido e refletido é:

I e + r = J π = 2016 π = 641,7   W / m ² . s r

Passo 3

Com isso, a taxa de radiação emitida por A1 que é interceptada pelo sensor é:

q 1 - 2 = I e + r A 1 c o s θ 1 ω 2 - 1

q 1 - 2 = 641,7 3 x 10 - 4 cos ⁡ 25 ° 4 x 10 - 4 = 6,98 x 10 - 5 W

Resposta

q 2 - 1 = 6,98   x 10 - 5   W

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Uma fornalha com uma abertura de 20m m de diâmetro e poder emissivo de 3,72×10 5W / m 2 é usada para calibrar um medidor de fluxo térmico que tem uma área sensora de 1,6× 10 – 5m 2 . (a) A qual distân
Radiação solar incidente na superfície da Terra pode ser dividida nas parcelas direta e difusa descritas no Problema 12.9. Considere condições para um dia no qual a intensidade da radiação solar diret
Com o objetivo de iniciar a operação de um processo, um sensor de movimento infravermelho (detector de radiação) é empregado para determinar a aproximação de uma parte quente em uma correia transporta
Durante o tratamento térmico por radiação de um material na forma de uma fina película, sua forma, que pode ser hemisférica (a) ou esférica (b), é mantida por uma pressão de ar relativamente baixa (co
Uma casca esférica de alumínio, com diâmetro interno D=2m e vácuo no seu interior, é utilizada como uma câmara de testes de radiação. Se a superfície interna é revestida com negro de fumo e mantida a