Enunciado

93 - Uma pessoa vestida ou despida se sente confortável quando a temperatura da pele é de cerca de 33   ° C . Considere um homem médio vestindo roupas de verão cuja resistência térmica é de 1,1   c l o . O homem se sente muito confortável enquanto está em uma sala mantida a 20   ° C . Imagine esse homem despido naquela sala. Determine a temperatura em que a sala deve ser mantida para que ele se sentisse confortável termicamente. Considere que a perda de calor latente da pessoa permaneça a mesma.

Passo 1

Suposições:

1. Existem condições estáveis.

2. A perda de calor latente da pessoa permanece a mesma.

3. Os coeficientes de transferência de calor permanecem os mesmos.

4. O ar na sala está parado.

5. As áreas de superfície da pessoa vestida e não vestida são as mesmas.

Passo 2

A resistência térmica da roupa é dada como:

R r o u p a = 1,1   c l o

= 1,1 × 0,155 m 2 ⋅ ℃ W  

R r o u p a = 0,1705   m 2 ⋅ ℃ W

Da tabela de coeficientes de transferência de calor por convecção para um corpo vestido a 1   a t m , para velocidades muito baixas, ou seja, o ar se movendo com uma velocidade  ( V ) , onde 0 < V < 0,15   m / s temos h c o n v = 4   W / m 2 ⋅ K .

O coeficiente de transferência de calor por radiação em condições internas típicas é considerado como  h r a d = 4,7   W / m 2 ⋅ K ..

O coeficiente de transferência de calor de uma pessoa em pé para convecção e radiação combinadas é determinado como:

h t o t a l = h c o n v + h r a d

= 4 + 4,7

h t o t a l = 8,7   W /   m 2 ⋅ ℃

Passo 3

A área da superfície de um homem médio é 1,8   m 2 .

A perda de calor sensível de uma pessoa vestida é determinada como:

Q ˙ s e n s = A s T p e l e - T s a l a 1 h t o t a l + R r o u p a s

= 1,8 × 33 - 20 1 8,7 + 0,1705

= 82   W

Passo 4

Tirar a roupa é equivalente a remover o isolamento da roupa  R r o u p a = 0   c l o .

Para manter o conforto térmico após tirar a roupa, a temperatura da pele da pessoa e a taxa de transferência de calor dela devem permanecer as mesmas. Portanto, a transferência de calor neste caso pode ser expressa como,

Q ˙ s e n s = A s T p e l e - T s a l a 1 h t o t a l + R r o u p a s

= 1,8 × 33 - T s a l a 1 8,7

T s a l a = 27,76   ℃

A temperatura da sala para a pessoa sem roupa se sentir confortável termicamente é T s a l a = 27,76   ℃ .

Resposta

A temperatura da sala para a pessoa sem roupa se sentir confortável termicamente é T s a l a = 27,76   ℃ .

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