Determine o fluxo de calor (em cal/s) através de uma chapa quadrada de alumínio (kAlumínio = 0,5 cal/s.cm.°C) com 70 cm de lado, cuja espessura é de 5 mm e que as temperaturas de suas faces são de 20 °C e 30 °C.
Uma fonte térmica fornece calor a determinado corpo na taxa de 6 kcal em cinco minutos. Determine o fluxo de calor (em cal/s) fornecida por essa fonte.
Certo corpo negro encontra-se a temperatura absoluta de 1000 K. Sendo a emissividade do corpo negro e = 1 e a constante de Stefan-Boltzmann s = 5,7.10-8 W/m2.K4, qual o poder emissivo desse corpo negro em kW/m2 (quilo-watt por metro quadrado)?
Considerando que os corpos relacionados abaixo são corpos negros, ou seja, que a emissividade deles é igual a 1, obtenha seu poder emissivo:
a) pele humana (37 °C);
b) superfície da Terra (27 °C).
Adote a constante de Stefan-Boltzmann: s = 5,7.10-8 W/m2.K4
Determine o fluxo de calor (em cal/s) através de uma chapa quadrada de alumínio (kAlumínio = 0,5 cal/s.cm.°C) com 70 cm de lado, cuja espessura é de 5 mm e que as temperaturas de suas faces são de 20 °C e 30 °C.
Fluxo
? = K .A. (T2-T1)/l --> ? = 0,5 . 702 . (30-20)/0,5 --> ? = 49000 cal/s ou 4,9 X104 cal/s
Uma fonte térmica fornece calor a determinado corpo na taxa de 6 kcal em cinco minutos. Determine o fluxo de calor (em cal/s) fornecida por essa fonte.
? =Q/?t --> ? = 6000 cal/ 5.60 s = 20 cal/s ; 6Kcal = 6000 cal ; 1 min = 60 s
Certo corpo negro encontra-se a temperatura absoluta de 1000 K. Sendo a emissividade do corpo negro e = 1 e a constante de Stefan-Boltzmann s = 5,7.10-8 W/m2.K4, qual o poder emissivo desse corpo negro em kW/m2 (quilo-watt por metro quadrado)?
E = ? . T4 ; ? = 5,7.10-8 W/m2.K4 e T = temperatura em K
E = 5,7x10-8 . 10004 =5,7 x 10-8 X1012 = 5,7 x 104 = 57 Kw/m2
Considerando que os corpos relacionados abaixo são corpos negros, ou seja, que a emissividade deles é igual a 1, obtenha seu poder emissivo:
a) pele humana (37 °C);
T = 37+273 = 310 K --> E = 5,7x10-8 . 3104 = 5,7x10-8 . 314 . 104 = 5,7x10-4. 314 = 5264069,7 x10-4 = 526, 4 W/m2
b) superfície da Terra (27 °C).
T = 27+273 = 300 K --> E = 5,7x10-8 . 3004 = 461,7 W/m2
Adote a constante de Stefan-Boltzmann: s = 5,7.10-8 W/m2.K4
Espero que ajude. Boa sorte!
Vamos anotar os dados:
Fluxo de calor (?) = ?
Comprimento (l) = 1,5 m em centímetros é 150 cm.
Área (A) = cm²
Variação de temperatura (?T) = 100°C
K = cal/s.cm.°C
Aplicando a equação do fluxo de calor, conhecida como lei de Fourier:
? = k . {(A.?T)/l}, substituindo os dados:
? = .{( .{100)/150}, resolvendo:
? = 2,66 cal/s.
O fluxo de calor que passa pelo condutor é de 2,66 cal/s.
a) Primeiro encontramos a quantidade de calor e logo em seguida achamos o fluxo de calor:
Aplicando a equação fundamental da calorimetria, temos:
1 kg = 1000 g
Q = m . c . ??
Q = 1000 . 0,008 . (60 - 10)
Q = 400 cal
Aplicando a fórmula do fluxo de calor, temos:
? = Q/?t
? = 400/80
? = 5 cal/s
b) Aplicando a fórmula da capacidade térmica, temos:
C = Q/??
C = 400/(60 - 10)
C = 8 cal/°C
Respostas: a) 5 cal/s; b) 8 cal/°C
O calor é a energia que é transferida de um corpo para o outro quando há diferença de temperatura entre eles. A transferência de calor pode ocorrer de três formas: radiação, condução e convecção.
De acordo com a Lei de Stefan-Boltzmann, a radiação emitida por uma superfície, é calculada comparando-a com um corpo negro.
Um corpo negro é definido como um corpo hipotético que absorve toda a radiação térmica que nele incidir, ou seja, ele emite radiação exatamente na mesma taxa que absorve.
A taxa de energia emitida por unidade de área (W/m2), é chamada de poder emissivo da superfície. A Lei de Stefan-Boltzmann relaciona o poder emissivo de um corpo negro com a temperatura da sua superfície.
O fluxo térmico de uma superfície real é menor que o poder emissivo do corpo negro.
