Qual a taxa de perda de calor em watts por metro quadrado

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Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES 
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Halliday, Resnick, Walker - Física 2 - 4a Ed. - LTC - 1996. Cap. 20 – Calor e Primeira Lei da Termodinâmica 
1 
 
 
HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FUNDAMENTOS DE FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE 
JANEIRO, 1996. 
 
 
FÍSICA 2 
 
 
CAPÍTULO 20 – CALOR E PRIMEIRA LEI DA TERMODINÂMICA 
 
56. (a) Qual a taxa de perda de calor em watts por metro quadrado através de uma janela de vidro de 
3,0 mm de espessura, se a temperatura do lado de fora for −20oF e do lado de dentro +72oF? (b) 
Uma janela de proteção contra inverno é colocada, tendo a mesma espessura do vidro, mas com 
uma coluna de ar de 7,5 cm entre as duas janelas. Qual será, agora, a taxa de perda de calor, 
supondo que a condução é o único mecanismo importante de perda de calor? 
 (Pág. 202) 
Solução. 
(a) A taxa pedida é: 
 
( )( )
( )
o
2
1,0 W/m.K 51,1 C
17.037 W/m
0,0030 m
dH k T
dA L
∆
= = = 
 217 kW/mdH
dA
≈ 
(b) Este sistema pode ser esquematizado da seguinte forma, visto em seção transversal: 
 
Trata-se de uma placa composta de duas camadas de ar e uma camada de vidro. Logo, podemos 
aplicar a Eq. 20-24 (Pág. 193) para calcular a taxa de fluxo de calor H. Os índices Ar e v foram 
usados para ar e vidro, respectivamente. 
 
( )( )
( )
( )
( )
( )
2 o
2
v Ar
v Ar
0,36 m 51,1 C
17,6778 W/m
0,0030 m 0,075 m
22
1,0 W/m.K 0,026 W/m.K
dH T
dA L L
k k
∆
= = =
   
++   
  
 
 218 W/mdH
dA
≈ 
 
Vidro Ar