Questão de Química — Equipamentos e Técnicas Básicas — FGV 2021

Transmissão de Calor por Irradiação e Lei de Stefan-Boltzmann

Gabarito: letra C. Para corpos reais (corpos cinzas), a lei de Stefan-Boltzmann incorpora a emissividade da superfície (ε), que é um número adimensional sempre menor do que 1. O corpo negro ideal tem ε = 1; corpos reais emitem menos radiação que o corpo negro, portanto ε < 1. A alternativa C expressa exatamente esse conceito.

A lei de Stefan-Boltzmann para um corpo negro é $P = \sigma A T^4$. Para corpos reais, o fluxo de calor é $P = \varepsilon \sigma A T^4$, com $0 < \varepsilon < 1$.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A viscosidade do meio está relacionada à transferência de calor por convecção ou condução, não à irradiação térmica. A lei de Stefan-Boltzmann não depende da viscosidade.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Afirma que a emissividade da superfície é sempre maior do que 1. Na realidade, a emissividade máxima é 1 (corpo negro). Corpos reais têm emissividade menor que 1, pois não são emissores perfeitos.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A emissividade da superfície, sempre menor do que 1, é o fator de correção que permite aplicar a lei de Stefan-Boltzmann a corpos reais. É a definição correta.

Alternativa D — ❌ Incorreta

O índice de difração da luz está relacionado à refração e propagação da luz, não à emissão de radiação térmica. Não é considerado na lei de Stefan-Boltzmann.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A constante de Boltzmann (k) aparece em outras leis físicas, mas na lei de Stefan-Boltzmann a constante utilizada é a constante de Stefan-Boltzmann (σ), que é universal. Não existe uma “constante de Boltzmann para corpos cinzas”.

Gabarito: letra C.