Stefan e Boltzmann formularam uma lei que relaciona a potência irradiada P com a área A da superfície emissora e a temperatura absoluta T de um corpo.
P =
ε.
σ. A. T
4, sendo σ uma constante universal
σ = 5,7 . 10
−8 W/m
2 . K
4 e
ε uma constante numérica menor do que 1, denominada emissividade da superfície.
Da mesma forma que um corpo irradia calor, ele também absorve calor do ambiente circundante, com mesmo valor de
ε. Assim, a potência efetiva irradiada por um bloco de alumínio polido (
ε = 0,05), de área A = 0,20 m
2, à temperatura de 127 °C, num ambiente a 27 °C vale em W, aproximadamente,
- A) 5,0
- B) 30
- C) 20
- D) 10
- E) 40
Resposta:
A alternativa correta é letra D) 10
Atenção:
Sempre devemos observar as unidades das constantes para saber a unidade que devemos utilizar em todas as grandezas físicas envolvidas.
conversão de unidades: ºC to K
27ºC = (27 + 273) K = 300 K
127ºC = (127 + 273) K = 400 K
Potência irradiada:
P = epsilon . sigma . A . T^4
P = 0,05 cdot 5,7 cdot 10^{-8} cdot 0,2 cdot 400^4
P = 14,592 W
Potência absorvida:
P = epsilon . sigma . A . T^4
P = 0,05 cdot 5,7 cdot 10^{-8} cdot 0,2 cdot 300^4
P = 4,617 W
Potência efetiva:
Potência efetiva (P_e) = Potência irradiada + Potência absorvida
P_e = 14,592 - 4,617 = 9,975 simeq 10 W
Resposta: Alternativa D
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