No verão, todas as superfícies interiores das paredes, pisos e teto são mantidas numa temperatura média de 22°C. Qual seria o fluxo de radiação de transferência de calor por radiação entre uma pessoa e as superfícies se a área superficial exposta e a temperatura da pessoa são de 1,8 m² e 32°C, respectivamente? Considere a emissividade da pele humana de 0,95 (valor tabelado).
Ed
há 2 anos
Para calcular o fluxo de radiação de transferência de calor entre a pessoa e as superfícies, podemos usar a Lei de Stefan-Boltzmann, que é dada pela fórmula: \[ Q = \varepsilon \cdot \sigma \cdot A \cdot (T^4 - T_s^4) \] onde: - \( Q \) é o fluxo de calor (W), - \( \varepsilon \) é a emissividade da superfície (0,95 para a pele humana), - \( \sigma \) é a constante de Stefan-Boltzmann (\( 5,67 \times 10^{-8} \, W/m^2K^4 \)), - \( A \) é a área superficial exposta (1,8 m²), - \( T \) é a temperatura da pessoa em Kelvin (32°C = 305 K), - \( T_s \) é a temperatura das superfícies em Kelvin (22°C = 295 K). Agora, vamos calcular: 1. Converter as temperaturas para Kelvin: - \( T = 32°C + 273 = 305 K \) - \( T_s = 22°C + 273 = 295 K \) 2. Substituir os valores na fórmula: \[ Q = 0,95 \cdot (5,67 \times 10^{-8}) \cdot 1,8 \cdot (305^4 - 295^4) \] 3. Calcular \( 305^4 \) e \( 295^4 \): - \( 305^4 \approx 8,617 \times 10^{9} \) - \( 295^4 \approx 7,617 \times 10^{9} \) 4. Calcular a diferença: - \( 305^4 - 295^4 \approx 8,617 \times 10^{9} - 7,617 \times 10^{9} \approx 1,000 \times 10^{9} \) 5. Agora, substituindo na fórmula: \[ Q \approx 0,95 \cdot (5,67 \times 10^{-8}) \cdot 1,8 \cdot (1,000 \times 10^{9}) \] 6. Calculando: \[ Q \approx 0,95 \cdot (5,67 \times 10^{-8}) \cdot 1,8 \cdot 1,000 \times 10^{9} \approx 0,95 \cdot 1,0206 \approx 0,970 \, W \] Portanto, o fluxo de radiação de transferência de calor por radiação entre a pessoa e as superfícies é aproximadamente 0,970 W.
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Ed
há 3 anos