Caderno de Exercícios Resolvidos de Física - Universidade Aberta

Problema 52
Um corpo à temperatura colocado num ambiente à temperatura vai trocar com esse ambiente energia sob a
forma de radiação. A expressão que nos dá o balanço energético dessa troca de calor é
= − = − = −
Atenção que esta expressão requer que a temperatura esteja em graus Kelvin. Tomando a temperatura do corpo
humano como 37 ºC = 310 ºK e substituindo as outras estimativas temos
= 5,67 × 10 W
m . ºK ⋅ 0,90 ⋅ 2,0 m ⋅ [3 ºK − 310 ºK ] = −943 W
Ao fim de 30 s o astronauta perderia então
= ⋅ ⇔ = 943 W ⋅ 30 s = 28 kJ ≈ 6800 kcal
Ou seja, 30 s no espaço correspondem à energia ingerida em alimentos em três dias!
Problema 54
Da expressão que define resistência térmica, = / (livro de texto, secção 18-12, p.200), tiramos facilmente
= 30 m . ºK W. m
⋅ 0,024
W ºK = 0,72 m = 72 cm ; = 30 m . ºK W. m
⋅ 0,11 = 3,3 m
W ºK
A espuma de poluretano é pois um isolante bem mais eficaz que a madeira, além de mais leve.
Problema 55
Uma esfera de raio tem uma área superficial de = 4 . No nosso caso essa área é = 4 ⋅ 0,500 m =
3,14 m . As taxas pretendidas são então, aplicando a lei de Stefan-Boltzmann,
= ⇔ = 5,67 × 10 W
m . ºK ⋅ 0,850 ⋅ 3,14 m ⋅ 300 ºK = 1,23 kW
W = ⇔ = 5,67 × 10
m . ºK ⋅ 0,850 ⋅ 3,14 m ⋅ 350 ºK = 2,27 kW
= − = 1,04 kW
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