Enunciado

A emissividade do tungstênio é igual a 0,35. Uma esfera de tungstênio com raio de 1,5 cm está suspensa no interior de um grande recipiente a vácuo cujas paredes estão a 290 K. Que potencia deve ser fornecida à esfera para manter a sua temperatura em 3000 K, desprezando-se a condução de calor ao longo do suporte da esfera?

Passo 1

A corrente líquida de calor é

H = A e σ ( T 4 - T s 4 )

É necessária uma entrada de energia igual a H para manter constante temperatura da esfera.

A área da superfície de uma esfera é

4 π r 2

Passo 2

Logo,

H = 4 π 0,0150 m 2 0,35 5,67 × 10 - 8 W / m 2 ⋅ K 4 3000 K 4 - 290 K 4 = 4,54 × 10 4 W

Passo 3

Como 3000   K < 2 90   K e H são proporcionais a T 4 , a taxa de emissão de energia térmica é muito alta, superior à taxa de absorção de energia térmica do ambiente.

Resposta

4,54 × 10 4 W

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