A energia térmica irradiada por um corpo depende de sua temperatura de uma maneira muito específica, descrita pela Stefan-Boltzmann Law . Esta lei afirma:

A energia total irradiada por unidade de área superficial de um corpo preto é proporcional à quarta potência de sua temperatura absoluta.

Aqui está um colapso dos pontos -chave:

* Corpo preto: Um objeto teórico que absorve toda a radiação que cai sobre ele e emite radiação na taxa máxima possível para uma determinada temperatura. Objetos reais não são corpos negros perfeitos, mas a lei ainda fornece uma boa aproximação para a maioria dos casos.
* Temperatura absoluta: A temperatura medida em Kelvin (K).
* Proporcionalidade : Isso significa que, à medida que a temperatura aumenta, a energia irradiada aumenta muito mais rapidamente. Uma pequena mudança de temperatura leva a uma mudança significativa na energia irradiada.

Expressão matemática:

A lei Stefan-Boltzmann pode ser escrita como:

`` `
P =σ * a * t⁴
`` `

onde:

* p: A energia total irradiada (energia por unidade de tempo)
* σ: A constante Stefan-Boltzmann (5,67 x 10⁻⁸ com m²k⁴)
* a: A área de superfície do corpo
* t: A temperatura absoluta do corpo (em Kelvin)

Implicações:

* Temperatura mais alta, mais radiação: Quanto maior a temperatura de um corpo, mais energia térmica irradia.
* Aumento rápido: O relacionamento não é linear. Uma duplicação da temperatura leva a um aumento de 16 vezes na energia irradiada.
* Aplicações práticas: A lei Stefan-Boltzmann é usada em muitas áreas, incluindo:
* Design térmico de edifícios: Compreender como os edifícios irradiam calor é crucial para a eficiência energética.
* astrofísica: Estudando a radiação emitida por estrelas e planetas.
* Processos industriais: Controle e medindo a transferência de calor em várias aplicações.

Notas importantes:

* A lei Stefan-Boltzmann se aplica apenas aos corpos negros. Objetos reais têm diferentes emissividades, que podem afetar a quantidade de radiação que emitem.
* A lei descreve a energia total irradiada, não a energia em comprimentos de onda específicos. A distribuição da radiação em diferentes comprimentos de onda é governada pela lei de Planck.

Em conclusão, a lei Stefan-Boltzmann mostra uma forte dependência de energia térmica irradiada na temperatura de um corpo. Esse relacionamento é essencial para entender e controlar a transferência de calor em vários contextos.