No processo de transmissão de calor por irradiação, o fluxo de calor é regido pela lei de Stefan-Boltzmann. Um irradiador de radiação térmica perfeito denomina-se “corpo negro”, enquanto corpos reais são os “corpos cinzas”. Para corpos reais, a lei de Stefan-Boltzmann passa a considerar também:
- A)viscosidade do meio ao redor do corpo;
Errada: a viscosidade é uma propriedade de fluidos e não entra na lei de Stefan-Boltzmann para radiação térmica.
- B)emissividade da superfície, sempre maior do que 1;
Errada: a emissividade existe, mas para corpos reais ela não é maior do que 1; o valor máximo teórico é 1.
- C)emissividade da superfície, sempre menor do que 1;
Certa: para corpos reais, a lei considera a emissividade da superfície, que é menor do que 1.
- D)índice de difração da luz;
Errada: índice de difração é conceito de óptica e não participa da formulação da irradiação térmica.
- E)constante de Boltzmann para corpos cinzas.
Errada: não existe uma 'constante de Boltzmann para corpos cinzas'; a correção da lei é feita pela emissividade.
Gabarito: C
A irradiação térmica é a transferência de calor por ondas eletromagnéticas, sem necessidade de contato ou de meio material. A referência ideal para esse processo é o corpo negro, que absorve e emite radiação de forma perfeita, obedecendo à lei de Stefan-Boltzmann: a energia emitida cresce com a quarta potência da temperatura absoluta. Na vida real, porém, quase nenhum corpo se comporta como ideal. Entra em cena o corpo cinza, que não emite com a perfeição do corpo negro. Por isso, a fórmula precisa considerar a emissividade da superfície, um fator que mede o quanto o corpo real se aproxima do comportamento ideal. Essa emissividade é sempre menor do que 1 para corpos reais, porque 1 representa o caso perfeito do corpo negro. Então, a potência radiada por um corpo real fica multiplicada por esse fator: quanto menor a emissividade, menor a emissão de calor por radiação. É exatamente por isso que o gabarito é a letra C. A lei de Stefan-Boltzmann, ao tratar de corpos reais, inclui a emissividade da superfície, e essa grandeza é inferior a 1. É uma daquelas pegadinhas clássicas: a banca troca o conceito físico correto por opções que parecem técnicas, mas não fazem parte da lei.