Compreender a Emissividade e o seu papel na caracterização da transferência de calor por radiação numa superfície

O que é emissividade e qual o papel que ela desempenha na caracterização da transferência de calor por radiação em uma superfície?
A emissividade é simplesmente um fator pelo qual multiplicamos a transferência de calor do corpo negro para levar em conta que o corpo negro é o caso ideal. A superfície de um corpo negro emite radiação térmica a uma taxa de aproximadamente 448 watts por metro quadrado em temperatura ambiente (25 ° C, 298,15 K).
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A emissividade é um conceito fundamental na radiação térmica e refere-se à capacidade de um material emitir ou irradiar energia sob a forma de calor. É uma quantidade adimensional que varia entre zero e um, com valores mais altos indicando maior emissividade. A emissividade desempenha um papel crucial na caracterização da transferência de calor por radiação numa superfície, uma vez que determina a quantidade de calor que pode ser trocada entre a superfície e a sua envolvente. Neste artigo, vamos explorar o conceito de emissividade e a sua importância na radiação térmica.

O tempo de Planck é uma unidade de tempo derivada de constantes físicas fundamentais, como a velocidade da luz, a constante gravitacional e a constante de Planck reduzida. É o tempo que a luz demora a percorrer uma distância igual ao comprimento de Planck, que é a escala de comprimento mais pequena possível no Universo. O valor do tempo de Planck é de aproximadamente 5,39 × 10^-44 segundos.

O trabalho de Planck para a Física Quântica Max Planck foi um físico alemão que deu contributos significativos para o domínio da mecânica quântica. Em particular, é conhecido pelo seu trabalho sobre a quantização da energia, que levou ao desenvolvimento do conceito de quanta. O trabalho de Planck revolucionou a forma como os físicos compreendiam o comportamento da energia e da matéria aos níveis atómico e subatómico.

A teoria da radiação de Planck é um conceito fundamental da física que explica como a energia é emitida e absorvida pela matéria. De acordo com esta teoria, a energia só pode ser trocada em pacotes discretos ou quanta, e a quantidade de energia em cada quantum é proporcional à frequência da radiação. Esta teoria foi um avanço significativo na compreensão da radiação térmica e abriu caminho para o desenvolvimento da mecânica quântica.

A constante de Planck reduzida, também conhecida como constante de Dirac, é uma constante física que relaciona a energia de um fotão com a sua frequência. Ela é denotada pelo símbolo ħ e tem um valor de aproximadamente 1,05 × 10^-34 joule-segundos.

Quanta e o seu valor

Quanta são pacotes discretos de energia que são trocados entre matéria e radiação. O valor de um quanta depende da frequência da radiação e é dado pela fórmula E = hν, em que E é a energia do quanta, h é a constante de Planck e ν é a frequência da radiação. O valor de um quanta pode variar entre alguns electrões-volt e vários milhões de electrões-volt, dependendo da frequência da radiação.

Em conclusão, a emissividade é um conceito crucial na radiação térmica que desempenha um papel significativo na caracterização da transferência de calor entre uma superfície e a sua envolvente. O trabalho de Planck em física quântica levou ao desenvolvimento do conceito de quanta, que é um conceito fundamental para compreender o comportamento da energia e da matéria aos níveis atómico e subatómico. A constante de Planck reduzida relaciona a energia de um fotão com a sua frequência e é uma constante fundamental na física. O valor de um quanta depende da frequência da radiação e pode variar entre alguns electrões-volt e vários milhões de electrões-volt.

FAQ
De forma correspondente, quanto vale a constante de Planck em ev?

A pergunta não está relacionada com o título do artigo. A constante de Planck, denotada por “h”, é uma constante física utilizada na mecânica quântica e tem um valor aproximado de 4,135 x 10^-15 eV s.

O que é o efeito fotoeléctrico?

O efeito fotoeléctrico é um fenómeno em que os electrões são emitidos de um material quando uma luz de uma determinada frequência, ou comprimento de onda, incide sobre ele. Este efeito é explicado pela teoria quântica da luz, que sugere que a luz se comporta como partículas (fotões) que têm níveis de energia discretos. Quando um fotão com energia suficiente interage com um electrão num material, o electrão pode ser ejectado do material e criar uma corrente. O efeito fotoeléctrico tem aplicações importantes em campos como a energia solar, os fotodíodos e as células fotoeléctricas.

Tendo isto em mente, como é que se identifica a emissividade?

A emissividade pode ser identificada medindo a quantidade de radiação emitida por uma superfície em comparação com a emitida por um corpo negro perfeito à mesma temperatura. Este rácio é conhecido como a emissividade da superfície e pode variar entre 0 e 1. Um corpo negro perfeito tem uma emissividade de 1, enquanto uma superfície perfeitamente reflectora tem uma emissividade de 0. Em geral, os materiais com uma superfície mais rugosa tendem a ter uma emissividade mais elevada, enquanto as superfícies mais lisas tendem a ter uma emissividade mais baixa. A emissividade também pode ser estimada com base nas propriedades do material e no comprimento de onda da radiação que está a ser emitida.