103- A temperatura e a emissividade da superfície externa de uma casa são iguais a 30   ° C e 0.7 . A temperatura e a emissividade médias do ambiente que circunda a casa são iguais a 15   ° C e 0.9 . Determine a taxa de emissão de radiação por unidade de área na superfície externa da casa e no ambiente.

Passo 1

Regras de uma boa vida profissional e que não é ensinada em uma faculdade: Se você aprende direitinho emissão de calor por radiação a chance de você ter uma vida feliz e com bastante sucesso é bem grande.

E esse passo para a carreira de sucesso está em entender a fórmula abaixo:

Q ˙ = ϵ A σ T 4

Para σ = 5.67 × 10 - 8   W / m 2 K 4 e ϵ sendo a emissividade média e que depende mais do material.

Primeiro temos a emissão da superfície da superfície externa de uma casa que tem ϵ = 0.7 e T = 30   ° C assim vemos que a taxa de emissão de radiação por unidade de área na superfície externa da casa será de:

Q ˙ A = 0.7 ⋅ 5.67 × 10 - 8 ⋅ 30 + 273 4

Aqui é bem importante que convertamos a temperatura para Kelvin pois estamos vendo somente a emissão de calor por radiação dessa superfície e não a transferência de calor (que envolve normalmente a diferença entre o que é emitido pelo material e pelo ambiente)

Fazendo a conta encontramos:

Q ˙ A = 334.54 W m 2

Passo 2

Agora a emissão por unidade de área do ambiente com T = 15 ° C e ϵ = 0.9 nós teremos:

Q ˙ A = 0 . 9 ⋅ 5.67 × 10 - 8 ⋅ 15 + 273 4 = 351.07 W m 2

Resposta

Emissão da superfície da casa: 334.54   W / m 2

Emissão do ambiente: 351.07   W / m 2

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