Experimento de Stefan BOltzman

Universidade Federal de Roraima
Centro de Ciências e Tecnologia
Departamento de Física

Patrícia Maria de Carvalho

Lei de Stefan-Boltazmann

Boa Vista – RR
Outubro de 2013

Lei de Stefan-Boltzmann
1. Objetivos
Comprovar a validade experimentalmente da Lei de Stefan-Boltzmann, para um filamento de lâmpada incandescente, lei a qual diz que a energia radiante total que emite um corpo negro por unidade de superfície é proporcional a quarta potência da temperatura absoluta, e ainda permite-nos calcular o poder emissor de um corpo.
2. Material utilizado


Dois multímetros digitais;



Fonte DC de voltagem variável;



Lâmpada de filamento 12 V;



Cabos e conectores;



Termômetro de mercúrio;



Termopar com mostrador digital.

3. Fundamentação Teórica
3.1. Corpo Cinzento
A Lei de Stefan-Boltzmann, diz que a energia emitida por um corpo negro por unidade de área e por unidade de tempo é proporcional a quarta potência de sua temperatura absoluta.
( )

(1)

A lei de Stefan-Boltzmann é também válida para corpos cinzentos, os quais não são perfeitos absorvedores da radiação e cuja superfície tem um coeficiente de absorção (ou emitância) independente do comprimento de onda, e é dada por:
( )

,

(2)

onde ( ) é uma constante chamada de emissividade total. Isto quer dizer que em geral, a intensidade espectral de um corpo cinzento não varia com

, devido a dependência adicional

introduzida por ( )
No experimento, o corpo cinzento está representado pelo filamento de tungstênio de uma lâmpada incandescente. E apesar do corpo cinzento não depende muito da temperatura
T, se o ambiente onde ele se encontra tiver temperatura diferente de 0 K, mas uma

temperatura

, este absorverá energia do ambiente. E a transferência líquida de energia

irradiada pelo corpo cinzento para o ambiente será
( )

(

),

(3)

onde A é a área do corpo cinzento emissor de radiação. E assumindo que o transporte de