Una esfera posee una superficie de 500 cm2 (cuya emisividad es 0,7) se comporta como una fuente térmica a 50 °C
Dato:
σ = 5,67 x 10-8 W/m2K4 (constante de Stefan- Boltzman)
a. ¿Con que
potencia calórica neta la esfera intercambia calor por radiación en un ambiente
a 20 °C? Aclare si es entregada o recibida
Q/Δt = σ ε A T^4 (ley de
Stefan- Boltzman)
donde
Q/Δt = potencia de radiación
σ = constante de Stefan- Boltzman =
5,67 x 10-8 W/m2K4
ε = factor de emisividad del
cuerpo = 0,7
A = área de la esfera = 500 cm2
= 0,05 m2
T = temperatura del cuerpo (en
Kelvin)
Q/Δt)N = Q/Δt)e - Q/Δt)a
donde
Q/Δt)N = potencia de radiación Neta
Q/Δt)e = potencia de radiación de
la esfera
Te = temperatura de la esfera = 50
°C + 273 = 323 K
Q/Δt)a = potencia de radiación del
ambiente
Ta = temperatura del ambiente = 20
°C + 273 = 293 K
Reemplazando
Q/Δt)N = σ ε A (Te^4 – Ta^4)
Q/Δt)N = 5,67 x 10-8 W/m2K4 0,7 * 0,05 m2 ((323 K)^4 – (293
K)^4) = 6,97 W
Entregada por la esfera
b. ¿Cuantas
calorías intercambia al cabo de una hora?
Q = Q/Δt)N t
Donde
Q = calor intercambiado
t = tiempo = 1 h = 3600 seg
Reemplazando
Q = 6,97 W 3600 seg = 25108 J (1 cal / 4,18 J) = 6007 cal
No hay comentarios:
Publicar un comentario