RADIAÇÃO – Lista 2

Problema 1

Calcule o fluxo de energia radiante que sai de uma superfície negra de 0,3m2 de área, quando se

encontra exposta nas seguintes condições:

a) Em brasa (vermelho quente) à temperatura de 700 ºC.

b) Em rubro branco à temperatura de 1500 ºC.

Problema 2

A barra (resistência) de um aquecedor eléctrico de 1 kW tem 0,3m de comprimento e 10mm de

diâmetro. Considerando que se trata de uma superfície cinzenta de emissividade ε = 0,92, determine a

temperatura da barra quando o aquecedor está em funcionamento.

Problema 3

Uma placa de vidro é colocada sobre uma porção de objetos negros, diretamente expostos aos

raios solares. O vidro transmite totalmente a radiação do Sol, de curto comprimento de onda, mas

absorve 90% da radiação de maior comprimento de onda emitida pelos objetos.

Determine a temperatura dos objetos negros, admitindo que a temperatura do vidro é 20 ºC.

Despreze as trocas de calor por condução e convecção.

Problema 4

Um termopar é utilizado para medir a temperatura do ar que se escoa numa conduta larga cuja

parede está à temperatura de 700 K. O termopar indica uma temperatura de 900 K. Determine a

verdadeira temperatura do ar, admitindo que o coeficiente de transmissão de calor por convecção é

0,16 kW/m2.K e que a emissividade do termopar é 0,2.

Problema 5

Um bloco quente de aço, 3x1x1 (m), tem 95 % da sua superfície exposta ao ambiente. O bloco

tem uma emissividade (superfície cinzenta) de 0,3 e a sua condutibilidade térmica é muito alta. O

calor específico e a massa específica do aço são, respectivamente, 500 kg e 7800 kg/m3. As

superfícies envolventes são cinzentas e encontram-se à temperatura de 30 ºC. Admitindo

desprezáveis as perdas de calor, por condução através do suporte e por convecção para o ambiente,

determine o tempo que o bloco leva a arrefecer de 1000 ºC até 800 ºC.

Problema 6

Determine o fator de forma entre dois tubos paralelos de 6m de comprimento, 60 mm de

diâmetro e com uma distância entre centros de 100 mm.

Problema 7

Um forno de forma paralelepipédica, 5x4x3 (m), pode ser considerado como um conjunto de

três superfícies a temperaturas constantes, nomeadamente, o teto (1), as paredes (2) e o chão (3).

Determine os fatores de forma.

Problema 8

Um frasco para armazenamento de azoto líquido (ponto de ebulição 126K) é constituído por

dois cilindros concêntricos, o interior de 0,5m de comprimento e 0,2m de diâmetro e o exterior de

0,52 m e 0,22 m, respectivamente. A abertura do frasco é muito estreita e entre os dois cilindros é

feito o vácuo.

As superfícies interiores têm uma emissividade de 0,04. Se o cilindro exterior estiver a 21ºC,

determine a energia radiante transferida para o azoto líquido.

Problema 9

Um forno tem as dimensões de 5x4x3 (m). O teto (1) tem uma emissividade de 0,92. O chão

(3) tem uma emissividade de 0,69. As paredes laterais (2) são refratárias (refletem toda a radiação

nelas incidente).

As temperaturas do teto e do chão são, respectivamente, 1200 e 600 K.

Determine a quantidade de calor transferida por radiação para o chão.