Estando a pessoa no ar em repouso a Tinfty=297 K, qual é a temperatura superficial da pele e a taxa de perda de calor para o ambiente?. A transferência de calor por convecção para o ar é caracterizada por um coeficiente de convecção natural h=2 W / m^2. K.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A pergunta fala sobre uma pessoa parada no ar, com a temperatura ambiente Tinfty = 297K, e quer saber qual é a temperatura da pele dessa pessoa ( Ts) e a taxa de perda de calor para o ambiente ( Q). Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de transferência de calor por convecção. A equação principal que iremos usar é:
Q = h cdot A cdot (Ts - Tinfty)
onde:
  • Q é a taxa de perda de calor,
  • h é o coeficiente de convecção (dado como 2 W/m^2 cdot K),
  • A é a área da pele,
  • Ts é a temperatura da pele,
  • Tinfty é a temperatura do ambiente.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que na situação de equilíbrio térmico, a quantidade de calor que o corpo emite deve ser igual à quantidade de calor que ele perde para o ambiente. Se considerarmos que a pessoa está em repouso, podemos assumir que a produção de calor metabólico é constante. No entanto, como a questão não fornece detalhes sobre a área da pele ou a taxa de produção de calor, vamos focar em expressar Ts e Q em termos das variáveis fornecidas.

Passo 3

Para encontrar a temperatura da pele ( Ts), reorganizamos a equação da transferência de calor:
Ts = Qh cdot A + Tinfty
Mas, como não temos valores de Q ou A, vamos precisar de mais informações ou fazer suposições. Se considerarmos que a taxa de perda de calor Q é balanceada pela produção de calor metabólico, podemos relacionar estas variáveis, mas sem números específicos, não conseguimos um valor exato para Ts.

Passo 4

Já para calcular a taxa de perda de calor ( Q), precisamos da área da pele da pessoa. A taxa de perda de calor é dada por:
Q = h cdot A cdot (Ts - Tinfty)
Sem a área A ou a diferença de temperatura (Ts - Tinfty), não podemos calcular Q numericamente. Normalmente, a área de uma pessoa média é estimada (por exemplo, cerca de 1.8 m^2), mas a questão não fornece esse dado.

Resposta

Com as informações fornecidas, não é possível determinar numericamente a temperatura da pele ( Ts) e a taxa de perda de calor ( Q) sem conhecer a área da pele ou a taxa de produção de calor do corpo. Precisaríamos de dados adicionais para calcular esses valores.

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