Enunciado

Considere uma pessoa cuja superfície exposta é de 1,9   m 2 com emissividade de 0,85 e temperatura da superfície de 30 ° C . Determine a taxa de perda de calor por radiação dessa pessoa para uma grande sala cujas paredes estão a uma temperatura de (a) 295   K e (b) 260   K .

Passo 1

Considerações:

  1. Superfícies difusas, cinza e opacas;
  2. Condições estáveis de operação;
  3. Transferência de calor resumida à radiação.

Passo 2

Aplicando o balanço de energia, temos apenas a troca de calor por radiação, então:

Q ˙ r a d = Q ˙ 12 = ε F 12 A σ ( T 1 4 - T 2 4 )

Dados:

σ = 5,67 x 10 - 8   W / m 2 ⋅ K 4 ;

ε = 0,85 ;

F 12 = 1 ;

A = 1,9   m 2 ;

T 1 = 30 ° C = 303   K .

Passo 3

Letra a)

Determinando a taxa de perda de calor por radiação dessa pessoa para uma grande sala cujas paredes estão a uma temperatura de 295   K .

Assim, T 2 = 295   K :

Q ˙ 12 = 0,85 ⋅ 1 ⋅ 1,9 ⋅ 5,67 x 10 - 8 ⋅ 303 4 - 295 4 = 78,3   W

Passo 4

Letra b)

Determinando a taxa de perda de calor por radiação dessa pessoa para uma grande sala cujas paredes estão a uma temperatura de 2 60   K .

Assim, T 2 = 2 60   K :

Q ˙ 12 = 0,85 ⋅ 1 ⋅ 1,9 ⋅ 5,67 x 10 - 8 ⋅ 303 4 - 2 60 4 = 353   W

Resposta

a )   Q ˙ 12 = 78,3   W

b ) Q ˙ 12 = 353   W

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