Estando a pessoa imersa em água a , qual é a temperatura superficial da pele e a taxa de perda de calor?. O coeficiente de convecção neste caso é de .

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos diz que uma pessoa está imersa em água com uma temperatura de . A gente precisa descobrir qual é a temperatura na superfície da pele dessa pessoa e a taxa de perda de calor. Para resolver isso, vamos usar o conceito de convecção, que é o processo de transferência de calor através de um fluido, nesse caso, a água. Vamos precisar da fórmula da Lei de Resfriamento de Newton, que relaciona a taxa de perda de calor com a diferença de temperatura entre a pele e o ambiente.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a Lei de Resfriamento de Newton. Ela diz que a taxa de perda de calor é igual ao coeficiente de convecção multiplicado pela área da superfície e pela diferença de temperatura entre a superfície e o ambiente. A fórmula é:
Aqui, queremos encontrar e .

Passo 3

Mas peraí, falta a área da superfície da pele para usar diretamente essa fórmula. Então, vamos considerar que estamos apenas procurando uma relação geral entre as variáveis, já que a área não foi fornecida. Assim, podemos reorganizar a fórmula para expressar em termos de :

Passo 4

Agora, se quisermos uma resposta numérica, precisaríamos de mais informações, como a área da superfície ou a taxa de produção de calor da pessoa. Mas, como essas informações não estão disponíveis, podemos expressar a taxa de perda de calor em função da diferença de temperatura e das outras variáveis conhecidas:

Passo 5

Então, sem os valores de ou uma taxa de produção de calor específica, nosso melhor resultado é essa relação. Se supormos uma área específica ou uma taxa de calor, poderíamos calcular valores exatos para e .

Resposta

Sem informações adicionais como a área da superfície ou a taxa de produção de calor, a temperatura da pele e a taxa de perda de calor estão relacionadas pela fórmula:

Exercícios relacionados

Estando a pessoa no ar em repouso a , 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 . K.
Existem duas formas de fazer com que um líquido evapore. Você concorda com essa afirmativa? Em caso afirmativo, explique cada uma delas.
Calcular o coeficiente de transferência de calor h
Se uma camada de isolante térmico 12 cm feita de amianto for colocada sobre a tubulação, qual é o fluxo de calor perdido para o ambiente por unidade de comprimento do duto.
condutividade térmica do aço:
condutividade térmica do amianto:
coeficiente de transferência de calor por convecção: