Uma roupa de mergulho é constituída por uma camada de borracha (de espessura de 3.2 mm e condutividade
térmica 0.17 (SI)) aplicada sobre o tecido (de espessura de 6.4 mm e condutibilidade 0.035 (W/mo C)) a qual
permanece em contato direto com a pele. Assumindo para a pele 27o C e para a superfície externa da borracha
a temperatura de 15o C e para uma área corporal de 4.1m2 , calcular a energia dissipada em uma hora. dica:
como as espessuras da roupa de mergulho são pequenas em relação à curvatura das várias partes do corpo
humano, podem ser empregadas as equações para paredes planas.
Nesse exercício vamos estudar condução de calor.
A potência é dada por:
$$P=\dfrac{\kappa A \Delta T}{L}\Delta t$$
Temos duas partes com capacidades térmicas diferentes, porém a energia dissipada deve ser a mesma, visto que a energia que sai do corpo deve chegar ao ambiente externo:
$$\dfrac{\kappa_1 A (T_1-T_m)}{L_1}\Delta t =\dfrac{\kappa_2 A(T_m-T_2)}{L_2}\Delta t$$
Substituindo nossos dados:
$$\dfrac{0,17 (15-T_m)}{3,2}=\dfrac{0,035 (T_m-27)}{6,4}$$
$$0,34 (15-T_m)=0,035 (T_m-27)$$
$$5,1-0,34T_m=0,035T_m-0,945$$
$$T_m = 16,12^oC$$
Basta então calcular o fluxo de energia em uma das partes:
$$Q=\dfrac{0,17 \cdot4,1\cdot(15-16,12)}{3,2}\cdot60\cdot60$$
Logo:
$$\boxed{Q=-878,22\ J}$$
Nesse exercício vamos estudar condução de calor.
A potência é dada por:
$$P=\dfrac{\kappa A \Delta T}{L}\Delta t$$
Temos duas partes com capacidades térmicas diferentes, porém a energia dissipada deve ser a mesma, visto que a energia que sai do corpo deve chegar ao ambiente externo:
$$\dfrac{\kappa_1 A (T_1-T_m)}{L_1}\Delta t =\dfrac{\kappa_2 A(T_m-T_2)}{L_2}\Delta t$$
Substituindo nossos dados:
$$\dfrac{0,17 (15-T_m)}{3,2}=\dfrac{0,035 (T_m-27)}{6,4}$$
$$0,34 (15-T_m)=0,035 (T_m-27)$$
$$5,1-0,34T_m=0,035T_m-0,945$$
$$T_m = 16,12^oC$$
Basta então calcular o fluxo de energia em uma das partes:
$$Q=\dfrac{0,17 \cdot4,1\cdot(15-16,12)}{3,2}\cdot60\cdot60$$
Logo:
$$\boxed{Q=-878,22\ J}$$
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