Considere que uma pessoa pode ser aproximada como um cilindro de
de diâmetro e
de altura com uma temperatura superficial de
. Calcular a perda de calor no corpo quando essa pessoa se encontra exposta a um vento de
, com a temperatura de
.
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:
Onde:
-
é o diâmetro (0,3 m) -
é a altura (1,80 m)
Vamos calcular:
Passo 3
Agora, precisamos encontrar o coeficiente de transferência de calor por convecção (
). Esse valor depende da velocidade do vento. Uma fórmula empírica para estimar
em condições de vento sobre um cilindro é:
Onde
é a velocidade do vento em m/s (15 m/s). Vamos calcular:
Passo 4
Com a área e o coeficiente de convecção, podemos calcular a perda de calor (
) usando a fórmula:
Onde:
Vamos calcular:
Resposta
A perda de calor do corpo nessa situação é de aproximadamente 1.681 watts.