5 Considere uma janela de painel duplo de
de altura,
de largura composta por duas placas de vidro (
) de 4 mm de espessura, separadas por espaço de ar estagnado (
) de 10 mm de largura. Determine a taxa de transferência de calor permanente através dessa janela de painel duplo e a temperatura da sua superfície interna no dia em que a sala estiver a
, enquanto a temperatura externa for
. Considere os coeficientes de transferência de calor por convecção sobre as superfícies interna e externa da janela como
e
, que incluem os efeitos da radiação.
Passo 1
O enunciado trata de transferência de calor permanente por condução e convecção em série através de uma janela duplo-painel. Temos: área da janela
; espessura do vidro
com condutividade
; largura do espaço de ar
com
; coeficientes de convecção interior e exterior
,
; temperatura interna
e externa
. Vamos montar as resistências térmicas em série e usar
para achar a taxa de calor, e depois achar a temperatura da face interna do vidro.
Passo 2
Escrevemos cada resistência térmica considerando área
:
Passo 3
Substituindo números:
Logo a resistência total é
Passo 4
A taxa de transferência de calor permanente é
Passo 5
A temperatura da superfície interna do vidro fica num ponto de queda de temperatura igual a
abaixo de
:
Resposta
Taxa de calor:
Temperatura da face interna do vidro:
Temperatura da face interna do vidro: