Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Incropera - Fundamentos de Transferência de Calor e Massa- Ed: 7º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 130
Um satélite esférico com diâmetro D encontra-se em órbita ao redor da Terra e é revestido por um material difuso, que tem absortividade espectral αλ = 0,6 para λ ≤ 3 μm e αλ = 0,3 para λ > 3 μm. Quando o satélite se encontra no lado “escuro” da Terra, ele vê somente a irradiação a partir da superfície da Terra. Essa irradiação pode ser suposta incidindo como raios paralelos e com uma magnitude de GT = 340 W/m2 . No lado “iluminado” da Terra, o satélite vê a irradiação terrestre GT mais a irradiação solar GS = 1368 W/m2 . A distribuição espectral da radiação terrestre pode ser aproximada pela emitida por um corpo negro a 280 K e pode ser admitido que a temperatura do satélite permanece inferior a 500 K.
Qual é a temperatura do satélite em condições de regime estacionário quando ele se encontra no lado escuro da Terra e quando ele se encontra no lado iluminado da Terra?
Passo 1
Fala aí! Vamos resolver essa questão aí juntos? Partiu!!
Precisamos encontrar a temperatura do satélite, em duas condições: do lado escuro e do lado iluminado da terra… Humm…
Vamos começar com aquele balanço de energia maroto, ok?
Agora é só isolar nossa temperatura, show!
Mas qual o que vamos usar? Precisamos do , né?
Então vamos ver o seguinte, com de radiação temos um e se a temperatura de , temos então que:
então:
E da mesma forma, com:
Temos:
Passo 2
Agora já podemos calcular a temperatura! Primeiro para o lado escuro:
Show! Vamos continuar!
Passo 3
Vamos então para o lado iluminado:
Conseguimos! Arrasamos!!
Resposta
Para o lado escuro:
Para o lado iluminado: