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Questão FC714461

Durante a operação de um tubo de raios X, o anodo é aquecido devido ao bombardeio de elétrons acelerados. Um dos processos de resfriamento do material do anodo é a irradiação do ca

Termologia

VUNESP · 2025

Durante a operação de um tubo de raios X, o anodo é aquecido devido ao bombardeio de elétrons acelerados. Um dos processos de resfriamento do material do anodo é a irradiação do calor, também conhecida como efeito de corpo negro.

 

Considerando T a temperatura absoluta que o anodo atinge, seu resfriamento por esse processo é proporcional a

  1. T.
  2. T-1.
  3. T-4.
  4. T4.
  5. T2.
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Gabarito

D

Comentário do professor

A dissipação de calor por irradiação obedece à Lei de Stefan-Boltzmann. A potência radiada por unidade de área é dada por \( \frac{P}{A}=\sigma\,\varepsilon\,(T^4-T_{\text{amb}}^4)\), onde \(\sigma\) é a constante de Stefan-Boltzmann e \(\varepsilon\) a emissividade do material.

Se a temperatura do ânodo for muito maior que a do ambiente, \(T_{\text{amb}}\) pode ser desprezada e a taxa de resfriamento fica proporcional a \(T^4\).

Note que \(T\) deve ser a temperatura absoluta (Kelvin). Em aplicações práticas, a emissividade altera a magnitude do fluxo, mas não a dependência em \(T^4\).

Por isso, para o ânodo do tubo de raios X, o resfriamento por irradiação segue a relação \( \propto T^4\).

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