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• Ana Isabel Arroyo Mancilla

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• Transferencia de calor

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EJERCICIOS TEMA CONFORT TÉRMICO 1) Indicar que mecanismo de transferencia de calor es el que predomina en las siguientes situaciones a) Al acercarnos a una estufa b) Al ponernos frente a un ventilador c) Al ponernos a tomar el sol d) al colocarnos una manta eléctrica 2) Una persona está descalza sobre una alfombrilla de corcho de 1 mm de espesor. Suponiendo que la temperatura del ambiente es de 23ºC y la del suelo debajo de la alfombrilla es de 18ºC, calcula: a) Temperatura aproximada de los pies (usa la gráfica de diapositivas). b) Calor que se transmite cada segundo a través de la alfombrilla suponiendo un área de contacto de los pies con el suelo de 80 cm c) Calcula el calor que se perdería si en lugar de corcho tuviésemos una baldosa de granito de 2 mm de espesor. 2

3) Calcula el calor disipado por conducción desde el interior del cuerpo (núcleo) hasta la piel, suponiendo que la conductividad térmica es =0.60 W/m ºC, su espesor de 2,5 cm (espesor medio entre el núcleo y el exterior), que el interior del cuerpo está a 37ºC y el exterior de la piel a 33ºC, para un sujeto medio cuya superficie corporal es de 1.9 m2.. ¿Cuantas Kcal se disiparían en un día (nota 1 W= 0.86 Kcal/h). ¿Cuál es intercambio en met? 4) Suponiendo que la temperatura cómoda es aquella en la que se disipa 1 met (es decir cuando el calor metabólico en reposo se transfiere al entorno), calcula la temperatura cómoda para una persona desnuda, suponiendo que la temperatura de la piel es de 29ºC y que toda la transmisión de calor se realiza por convección con un coeficiente =10 W/m2ºC 5) Una persona de 156 cm de altura y 48 kg de peso se encuentra en la piscina en verano. Suponiendo que su temperatura exterior de su cuerpo es de unos 30ºC, calcula a) Área de la superficie corporal. b) Calor perdido por convección suponiendo que la temperatura del aire del entorno es de 28ºC y que el coeficiente de convección es de 7 W/m 2ºC. c) ¿Crees que tendrá calor? (desprecia otras pérdidas de calor) 6) Una persona de 165 cm de altura y 65 kg de peso está desnuda a la sombra. Suponiendo que la temperatura exterior de su cuerpo es de 28ºC, calcula el calor que emite por radiación ¿cuál es el que recibe por radiación del ambiente, suponiendo que todo su entorno está a 25ºC? ¿Cual es el balance del calor intercambiado por radiación? ¿Cuál sería el balance si la temperatura del entorno bajase a 15ºC? Usa una emisividad de 0.90. 7) Volviendo al problema 4, calcula la potencia total disipada, por m , tanto por convección como por radiación si suponemos que todas las superficies radiantes están a la misma temperatura del ambiente, y que la emisividad del cuerpo es 0.9. 2

8) Un bañista sale de una piscina en Oruro un día de verano (20ºC y 30% de humedad relativa) y se pone a la sombra. Otro hace lo mismo en Cochabamba (28ºC y 60% de humedad relativa). ¿Cuál de ellos siente más frío al salir del agua? Cuando se hayan secado, ¿cual sentirá más calor?

9) En una habitación la temperatura del aire es de 20ºC, mientras que la de las paredes y techo es de 25ºC. Calcular la temperatura operativa en los siguientes casos: a) Si no hay ninguna corriente de aire. b) Si se enciende un ventilador que crea una corriente de aire de 0.25 m/s

10) En una oficina un trabajador va vestido con calzoncillos, camisa ligera de manga larga, pantalón largo de verano, chaqueta de verano, calcetines y zapatos de suela fina. Se encuentra en un local a una temperatura operativa de 25 ºC. Se supone que está sentado en una silla que le proporciona un aislamiento adicional de 0.2 clo. Calcular: a) Aislamiento de la vestimenta, en clo (usar la tabla adjunta); b) Resistencia térmica en m2ºC/W; c) Calor disipado, en W/m2, suponiendo que todo el calor se disipa a través de la vestimenta; d) Compara ese calor con el producido por el metabolismo para el trabajo de oficina (ver valores tabla y tomar una temperatura corporal externa media de 33ºC). ¿Crees que el oficinista tendrá calor?; e) ¿Qué pasa si se quita la chaqueta?