- 1-65 Modificado (Çengel) Para efeitos de transferência de calor, um homem em pé pode ser modelado como um cilindro vertical de 30 cm de diâmetro e 170 cm de altura com as superfícies superior e inferior isoladas e com a superfície lateral na temperatura média de
. Com um coeficiente de transferência de calor por convecção de
, e temperatura do ar no ambiente a
. As superfícies interiores de paredes, pavimentos e tetos estão em uma temperatura média de
. Determine a taxa de perda de calor por convecção e por radiação entre essa pessoa e as superfícies ao seu redor. Qual o da taxa de perda de calor total do homem?
Passo 1
O enunciado modela o homem como um cilindro vertical de diâmetro
e altura
. A superfície superior e inferior estão isoladas, então só trocamos calor pela superfície lateral, que está a
. O ar ambiente está a
com coeficiente de convecção
. As superfícies do ambiente (paredes, teto, piso) estão em
. Vamos calcular:
- Área lateral do cilindro
- Taxa de perda por convecção
- Taxa de perda por radiação (usando
e ) - Perda total
Passo 2
Calcular a área lateral do cilindro:
Passo 3
Aplicar a fórmula da convecção:
Substituindo valores (convertendo °C em K não faz diferença em diferença de temperatura):
Passo 4
Calcular a radiação entre a superfície lateral e o entorno a
. Passos:
- Converter temperaturas para Kelvin:
- Usar
- Calcular a diferença de quartas potências:
- Logo
Passo 5
Somando as duas contribuições:
Resposta
Taxa de perda por convecção:
Taxa de perda por radiação:
Taxa total de perda de calor:
Taxa de perda por radiação:
Taxa total de perda de calor: