A janela traseira de um automóvel tem espessura \mathrm{L}=8 \mathrm{~mm} e altura \mathrm{H}=0,5 \mathrm{~m} e contém finos fios de aquecimento os quais podem induzir uma taxa volumétrica de aquecimento aproximadamente uniforme \dot{q}=118 \mathrm{~kW} / \mathrm{m}^{3}.
Considere condições de estado estacionário nas quais a superfície interior da janela está exposta à temperatura de 10^{\circ} \mathrm{C}, enquanto a superfície exterior está exposta ao ar à temperatura de -10^{\circ} \mathrm{C}, em fluxo paralelo à superfície e na velocidade de 20 \mathrm{~m} / \mathrm{s}. Determine a temperatura externa do vidro (Tso) quando a sua temperatura interna é de \mathrm{Tsi}=15^{\circ} \mathrm{C}.
O enunciado descreve uma placa de vidro de espessura L=8\text{ mm} e altura H=0{,}5\text{ m} que recebe aquecimento volumétrico uniforme \dot q=118\times10^3\text{ W/m}^3. Em regime estacionário, a face interna está mantida a T_{si}=15\,^\circ\mathrm C e a face externa perde calor por convecção para o ar a -10\,^\circ\mathrm C, com velocidade U_\infty=20\text{ m/s}. Pede-se a temperatura da face externa do vidro, T_{so}.
Passo 2
Para determinar T_{so} no regime estacionário com geração interna, precisamos da condutividade térmica do material do vidro, k_{\rm vidro}, que entra na equação de condução unidimensional com geração e na fronteira de convecção exterior. Sem esse dado não há como relacionar quantitativamente T_{si}, \dot q, L e a temperatura de superfície externa.
Resposta
Não é possível calcular T_{so} porque o enunciado não fornece a condutividade térmica do vidro, dado essencial para a análise de condução com geração interna e convecção externa.