Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 17.Problemas - Ex. 89
Pedalando em um dia quente. Se a temperatura do ar é igual à da sua pele (cerca de 30 °C), seu corpo não consegue se livrar do calor transferindo-o para o ar. Nesse caso, ele se livra do calor evaporando água (suor). Durante um percurso de bicicleta, o corpo de uma pessoa de 70 kg produz energia a uma taxa de aproximadamente 500 W em decorrência do metabolismo, 80% dos quais são convertidos em calor. (a) Quantos quilos de água o corpo dessa pessoa deverá evaporar em uma hora para livrar-se desse calor? O calor de vaporização da água na temperatura do corpo é 2,42 X 106 J/kg. (b) A água evaporada naturalmente precisa ser reposta, ou a pessoa desidratará. Quantas garrafas de água de 750 ml o ciclista deverá beber a cada hora para repor a água perdida? (Lembre-se de que a massa de um litro de água é 1,0 kg.)
Passo 1
Fala galera, bora lá! Para resolvermos este problema é necessário entendermos sobre o assunto transferência de calor, descrito na seção 17.5 deste capitulo. A expansão térmica é a propriedade presente nos materiais, onde suas dimensões mudam com a variação da temperatura.
Passo 2
(a) A quantidade de calor em que os estudantes emitem por segundo é dado pela multiplicação de um fator pela quantidade de energia que a pessoa emite.
Passo 3
A partir disso, encontraremos a quantidade de calor que gerado durante uma hora pela pessoa, calcularemos usando a expressão abaixo.
Passo 4
A partir da quantidade de calor emitido pela pessoa, é possível encontrar a massa através da expressão que relaciona a quantidade de calor com a massa e o calor latente.
Portanto, a massa perdida pela transpiração, é:
Passo 5
(b) Como já calculamos a massa de água evaporada (item (a)), teremos que encontrar a vazão, que é dada por:
Passo 6
O número de garrafas de água que é necessário que a pessoa beba, é dado pela vazão de água evaporada divida pelo volume de uma garrafa.
Portanto, o número de garrafa, é:
Resposta
- A massa perdida pela transpiração é:
- O número de garrafa é: