Considere que uma pessoa pode ser aproximada como um cilindro de 0,3 m de diâmetro e 1,80 m de altura com uma temperatura superficial de 24^circ C. Calcular a perda de calor no corpo quando essa pessoa se encontra exposta a um vento de 15 m / s, com a temperatura de -5^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O problema fala sobre como calcular a perda de calor do corpo de uma pessoa que é modelada como um cilindro. A gente tem que considerar o diâmetro do cilindro (0,3 m), a altura (1,80 m), a temperatura da pessoa (24°C) e as condições externas: vento de 15 m/s e temperatura de -5°C. Para resolver isso, vamos precisar usar o conceito de transferência de calor por convecção.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a área superficial do cilindro, já que a perda de calor depende dessa área. A fórmula para a área lateral de um cilindro é:
A = pi times d times h
Onde:
  • A = pi times 0,3 , m times 1,80 , m é o diâmetro (0,3 m)
  • A approx 3,14 times 0,3 times 1,80 é a altura (1,80 m)
Vamos calcular:
A approx 1,7 , m^2

Passo 3

Agora, precisamos encontrar o coeficiente de transferência de calor por convecção ( h = 10,45 - v + 10 raizv ). Esse valor depende da velocidade do vento. Uma fórmula empírica para estimar h = 10,45 - 15 + 10 times raiz15 em condições de vento sobre um cilindro é:
h = 10,45 - 15 + 10 times 3,872
Onde h = -4,55 + 38,72 é a velocidade do vento em m/s (15 m/s). Vamos calcular:
h approx 34,17 , W/m^2°C

Passo 4

Com a área e o coeficiente de convecção, podemos calcular a perda de calor ( Q = h times A times De) usando a fórmula:
Q = 34,17 times 1,7 times 29
Onde:
  • Q approx 34,17 times 49,3
  • Q approx 1.681 , W
Vamos calcular:

Resposta

A perda de calor do corpo nessa situação é de aproximadamente 1.681 watts.

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