Uma placa de vidro (k=0,81 W / m ^circ C ; varepsilon=0,93) tem 1 m^2 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 3^circ C e na face interna de 11,3^circ C. A temperatura da vizinhança externa, longe da placa de vidro, é -10^circ C. Determinar:
A taxa de calor transmitido por convecção da placa de vidro para a vizinhança, se o coeficiente convectivo de transferência de calor for 168,4 W / m^2 K e a resistência térmica por convecção.

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.

Passo 2

Aplicar a lei de Newton para convecção:
dot Qconv ;=; h,A,(Ts - Tinfty)
Aqui: h = 168,4 W/m²K, A = 1 m², T_s – T_∞ = 3 – (–10) = 13 K.

Passo 3

Fazendo as contas:
dot Qconv = 168,4 ;times; 1 ;times; 13 = 2189,2;W

Passo 4

Para achar a resistência térmica por convecção, usamos:
Rconv = 1h,A

Passo 5

Substituindo:
Rconv = 1168,4 times 1 = 0,00594;K/W

Resposta

Taxa de calor por convecção: dot Qconv = 2189,2; W
Resistência térmica por convecção: Rconv = 0,00594;K/W

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