Uma placa de vidro
tem
de área e 3 mm de espessura. Esta placa separa o ambiente externo e uma sala aquecida. Na face externa da placa a temperatura é de
e na face interna de
. A temperatura da vizinhança externa, longe da placa de vidro, é
. Determinar:
A taxa de calor transmitido por convecção da placa de vidro para a vizinhança, se o coeficiente convectivo de transferência de calor for
e a resistência térmica por convecção.
A taxa de calor transmitido por convecção da placa de vidro para a vizinhança, se o coeficiente convectivo de transferência de calor for
Passo 1
Beleza, vamos por partes. O enunciado tá falando de convecção de calor na face externa de uma placa de vidro: área A = 1 m², espessura 3 mm (que a gente não vai usar aqui), temperatura na superfície externa T_s = 3 °C, temperatura do ar longe da placa T_∞ = –10 °C, coeficiente de convecção h = 168,4 W/m²K.
Conteúdo: lei de resfriamento de Newton (q̇_conv = h·A·(T_s – T_∞)) e resistência térmica por convecção (R_conv = 1/(h·A)). Vamos usar essas fórmulas para achar a taxa de calor e a resistência.
Conteúdo: lei de resfriamento de Newton (q̇_conv = h·A·(T_s – T_∞)) e resistência térmica por convecção (R_conv = 1/(h·A)). Vamos usar essas fórmulas para achar a taxa de calor e a resistência.
Passo 2
Aplicar a lei de Newton para convecção:
Aqui: h = 168,4 W/m²K, A = 1 m², T_s – T_∞ = 3 – (–10) = 13 K.
Passo 3
Fazendo as contas:
Passo 4
Para achar a resistência térmica por convecção, usamos:
Passo 5
Substituindo:
Resposta
Taxa de calor por convecção:
Resistência térmica por convecção: