Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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ENERGÍA, TRANSFERENCIA DE ENERGÍA
20°C
Aire de la habitación
·
Q conv
dad de área superficial (m 2 ) por unidad de diferencia de temperatura (en K
o °C) entre la persona y el aire en la lejanía de ésta. De modo que la tasa
de transferencia de calor por convección desde la persona hacia el aire de la
habitación se obtiene de la ecuación 2-53,
29°C
·
Q rad
Q # conv hA 1T s T f 2
16 W>m 2 # °C2 11.6 m 2 2129 202 °C
86.4 W
·
Q cond
FIGURA 2-77
Transferencia de calor desde una persona,
descrita en el ejemplo 2-19.
La persona también perderá calor por radiación hacia las superficies de
las paredes circundantes. Para simplificar, considere las temperaturas de las
superficies de las paredes, el techo y el piso iguales a la temperatura del aire,
pero observe que esto no es necesariamente correcto, ya que estas superficies
pueden hallarse a una temperatura mayor o menor que la temperatura promedio
del aire de la habitación, dependiendo de las condiciones exteriores y de
la estructura de las paredes. Si se considera que el aire no interviene con la
radiación y que la persona está completamente encerrada por las superficies
que la rodean, la tasa neta de transferencia de calor por radiación del cuerpo
a las paredes circundantes, el techo y el piso, de acuerdo con la ecuación
2-57, es
Q # rad esA 1T 4 s T 4 entorno2
10.952 15.67 10 8 W>m 2 # K 4 211.6 m 2 2 3129 2732 4 120 2732 4 4K 4
81.7 W
Observe que deben usarse temperaturas absolutas en los cálculos de radiación
y que se utilizó el valor de emisividad para piel y ropa a temperatura
ambiente, porque se espera que esta propiedad no cambie de manera considerable
a una temperatura ligeramente más alta.
Así, la rapidez de transferencia de calor total del cuerpo se determina al
sumar estas dos cantidades, lo que da como resultado
Q # total Q # conv Q # rad 86.4 81.7 168.1 W
La transferencia de calor sería mucho mayor si la persona no hubiera estado
vestida, pues la temperatura de la superficie expuesta sería mayor. Por esto
la ropa cumple con una importante función: servir como una barrera aislante
contra la transferencia de calor.
Comentario En los cálculos anteriores se ignoró la transferencia de calor por
conducción que se da de los pies hacia el suelo, que suele ser muy pequeña.
Tampoco se consideró la transferencia de calor desde la piel a través de la
transpiración, que es el modo dominante de transferencia de calor en ambientes
calientes.
RESUMEN
La suma de todas las formas de energía de un sistema se llama
energía total, que consta de las energías interna, cinética y
potencial para sistemas simples compresibles. La energía
interna representa la energía molecular de un sistema y puede
existir en las formas sensible, latente, química y nuclear.
El flujo másico ṁ se define como la cantidad de masa que
fluye por una sección transversal por unidad de tiempo, y se
relaciona con el flujo volumétrico V . , el cual es el volumen de
un fluido que fluye por una sección transversal por unidad de
tiempo, mediante
m # rV # rA t V promedio
La tasa de flujo de energía relacionada con un fluido que fluye
a una tasa de ṁ es