Uma pessoa sem roupa tem uma superfície de
exposta a um ambiente e arredores de
. Sua temperatura da pele é de
, e ela pode ser considerada uma emissora perfeita de radiação. Se o coeficiente de transferência de calor por convecção for
, encontre:
a) As perdas de calor por convecção e radiação.
b) O gasto energético em kcal/dia.
a) As perdas de calor por convecção e radiação.
b) O gasto energético em kcal/dia.
Passo 1
O enunciado dá uma pessoa de área exposta
, temperatura da pele
e ambiente
. Ela é emissora perfeita
e o coeficiente de convecção é
. Precisamos calcular:
a) a potência perdida por convecção e por radiação;
b) o gasto energético correspondente em .
a) a potência perdida por convecção e por radiação;
b) o gasto energético correspondente em
Passo 2
Para convecção usamos a lei de resfriamento de Newton:
Aqui
é a diferença de temperatura em
(ou
, pois a diferença é a mesma).
Passo 3
Para radiação usamos a lei de Stefan–Boltzmann:
onde
. Primeiro convertemos as temperaturas para Kelvin:
Passo 4
Calculando cada termo:
Para radiação, primeiro
de modo que
Passo 5
O total perdido é
Em um dia
, a energia perdida é
Convertendo joules em calorias
e depois para quilocalorias:
Resposta
a)
e
.
b) .
b)