Problema 3 - Transferència de calor · Física UB 2024

Problema 3. Pèrdua de porta en cabina i dissipació tèrmica

Un avió comercial que navegava a $5000\text{ m}$ d'altitud va patir la pèrdua d'una porta lateral. A aquesta altura, la pressió de l'aire exterior és de $405\text{ mmHg}$ i la temperatura exterior és de $-13\ ^\circ\text{C}$. La cabina es mantenia a la pressió estàndard de pressurització corresponent al $80\%$ de la pressió atmosfèrica a nivell del mar ($1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101325\text{ Pa}$).

b.

A la velocitat de creuer de $500\text{ km/h}$, quin mecanisme físic domina el refredament del cos del pilot exposat a l'exterior? Calculeu la calor cedida durant els 3 minuts que es va trigar a descendir a cotes més segures. Dades: densitat de flux per convecció forçada $q = 150\text{ W/(m}^2\cdot{^\circ}\text{C)}$ a $500\text{ km/h}$; temperatura de la superfície corporal $T_{\text{cos}} = 35{^\circ}\text{C}$; àrea exposada $A = 1\text{ m}^2$.

c.

Si la pèrdua d'energia tèrmica calculada a l'apartat anterior es distribuís homogèniament en un organisme de $70\text{ kg}$, quin descens de temperatura experimentaria? (Considereu la calor específica del cos equivalent a la de l'aigua líquida, $c = 4186\text{ J/(kg}\cdot{^\circ}\text{C)}$).