Após o crepúsculo (pôr do Sol), a energia radiante pode ser sentida ao se aproximar de um muro de tijolos. Se este muro tem temperatura de aproximadamente
e emissividade igual a 0,85 e a temperatura do corpo humano é de
. Determine o fluxo de calor radiante global para
desse muro.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem que calcular o fluxo de calor radiante que sai de um muro de tijolos para o corpo humano. Aqui, estamos lidando com transferência de calor por radiação, que é quando o calor é transferido através de ondas eletromagnéticas. Para isso, vamos precisar usar a Lei de Stefan-Boltzmann, que nos ajuda a calcular o fluxo de calor radiante com base nas temperaturas e na emissividade dos materiais.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da Lei de Stefan-Boltzmann, que é:
Onde:
-
é o fluxo de calor radiante, -
é a constante de Stefan-Boltzmann ( ), -
é a emissividade do material, -
é a área da superfície, -
e são as temperaturas do muro e do corpo humano, respectivamente, em Kelvin.
Passo 3
Vamos converter as temperaturas de Celsius para Kelvin, porque a fórmula precisa usar a escala Kelvin. A conversão é simples: basta adicionar 273.
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores na fórmula. Sabemos que a emissividade
é 0,85 e a área
é
.
Passo 5
Vamos calcular os termos dentro dos parênteses primeiro:
Então,
Passo 6
Agora, vamos multiplicar todos os valores:
Primeiro, multiplicamos
:
Depois, multiplicamos pelo resultado dos K⁴:
Resposta
O fluxo de calor radiante global para
desse muro é aproximadamente 24,4 W.
Exercícios relacionados
Um tubo de 5 cm de diâmetro externo e
de comprimento transporta um fluido a
, com coeficiente de transferência de calor por convecção de
. A espessura da parede do tubo é de 1 cm . O ar ambiente e as vizinhanças estão a
coeficiente de transferência de calor por convecçãa de
. K. O tubo é de aço com condutividade térmica de 40 W/m.K. Determine:
d) O percentual de redução da taxa de transferência de calor se uma camada isolante de 15 mm de uma espuma com condutividade de for adicionada ao tubo e desconsiderando os efeitos da radiação.
d) O percentual de redução da taxa de transferência de calor se uma camada isolante de 15 mm de uma espuma com condutividade de
Um tubo de 5 cm de diâmetro externo e
de comprimento transporta um fluido a
, com coeficiente de transferência de calor por convecção de
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b) A temperatura da superficie externa do tubo;
b) A temperatura da superficie externa do tubo;
Uma superfície de
apresenta temperatura de
e está em contado com um meio fluido de temperatura igual a
, considerando que o coeficiente de transferência de calor entre a superfície e o meio seja de
. Determine o fluxo de calor.
Uma caixa de chapa metálica na forma de um cubo de
tem uma emissividade de superfície de
. A caixa contém equipamento eletrônico que dissipa
,de energia. Se as redondezas são consideradas pretas a
e a parte superior, inferior e as laterais da caixa são irradiadas uniformemente, pois a caixa esta flutuando, qual será a temperatura da superfície da caixa?