Um termômetro de globo (diâmetro 0,30 m, emissividade e = 0,95) registra Tg = 45 °C em ar de Ta = 30 °C…

Questão

Um termômetro de globo (diâmetro 0,30 m, emissividade e = 0,95) registra Tg = 45 °C em ar de Ta = 30 °C. Considerando equilíbrio convectivo-radiante: e·s·A·(Tr^4 - Tg^4) = hc·A·(Tg - Ta), com s = 5,67×10?8 W·m?²·K?4 e coeficiente convectivo hc = 8,0 W·m?²·K?¹. Calcule a temperatura média radiante Tr (em °C) e explique o significado desse resultado para a sensação térmica.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Equilíbrio: esA(Tr^4 - Tg^4)=hcA(Tg-Ta) ? Tr^4 = Tg^4 + (hc/(es))(Tg-Ta). Tg=318,15 K, Ta=303,15 K, hc/(es)˜1,48×10^8 K^3. Calculando: Tr ˜ 334 K ˜ 61 °C. Interpretação: a radiação ambiente efetiva (Tr˜61 °C) é muito maior que o ar; isso aumenta a sensação térmica apesar de Ta=30 °C.

Explicação

O cálculo da temperatura média radiante (Tr) revela que a radiação ambiente é significativamente maior do que a temperatura do ar, o que indica que a radiação térmica recebida pelo corpo é intensa. Isso resulta em uma sensação térmica elevada, já que o corpo humano percebe a combinação da temperatura do ar e da radiação. Assim, mesmo com uma temperatura do ar de 30 °C, a sensação térmica se aproxima de 61 °C devido à influência da radiação.

Raio-X da questão

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