더운 여름 야외 작업, 열손실과 스테판-볼츠만 법칙

개요

 

 열압박으로 쓰러진 작업자의 상체를 탈의시키는 행위는 체내에 축적된 과도한 열을 외부로 방출하여 체온을 낮추려는 응급처치 행위이며, 이는 열역학적 열손실(Heat Loss)의 의미를 가진다. 인체에서 열이 손실되는 주요 메커니즘 중 하나인 복사(Radiation)와 관련하여 스테판-볼츠만 법칙(Stefan-Boltzmann Law)이 설명될 수 있다.

 

열손실 계산하기

 

스테판-볼츠만 상수

야외 작업 중이던 작업자가 쓰러져 그늘(298.15K)로 옮겼다. 이때 작업자의 상체 피부온도를 측정해 보니, 303.15K로 나왔다.
( 피부면적인 1제곱미터, 피부방사율 0.97, 스테판-볼츠만 상수는 5..67×10−8 [W/m2*K4])

 

 

열손실을 피부방사율 X 스테판-볼츠만 상수 X  피부면적 X ( 피부온도^4 - 환경온도^4) 계산하면,

 

0.97 * ( 0.57 * 10^-8 ) * 1 * (303.15^4 - 298.15^4) = 29.29 [K]가 발생한다.