Uma representacao idealizada da temperatura do ar

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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 
 
54. Uma representação idealizada da temperatura do ar, como uma função da distância de uma 
janela de vidro em um dia calmo de inverno, é mostrada na Fig. 20-27. As dimensões da janela 
são 60 cm × 60 cm × 0,50 cm. Suponha que o calor seja conduzido através de um caminho que 
lhe é perpendicular, dos pontos a 8 cm da janela do lado de fora, para pontos a 8 cm da janela 
do lado de dentro. (a) Em que taxa o calor é conduzido através da área da janela? (Sugestão: a 
queda de temperatura através do vidro da janela é muito pequena) (b) Estime a diferença de 
temperatura entre as superfícies interna e externa do vidro da janela. 
 
 (Pág. 201) 
Solução. 
(a) Podemos representar o sistema como um conjunto de três camadas, sendo duas de ar, cada uma 
com 8,0 cm de espessura e uma de ar, com 0,50 cm de espessura. Logo, podemos aplicar a Eq. 20-
24 (Pág. 193) para calcular a taxa de fluxo de calor H. Os índices Ar, v, Q e F foram usados para ar, 
vidro, temperatura maior (quente) e menor (frio), respectivamente. 
 
( ) ( ) ( ) ( )
( )
( )
( )
( )
2 o o
vAr
Ar v
0,36 m 20 C 10 C
1,7535 W
0,080 m 0,0050 m
22
0,026 W/m.K 1,0 W/m.K
Q FA T TH
LL
k k
 − −−  = = =
  
++   
   
 
 1,8 WH ≈ 
(b) Conhecendo-se a taxa de transferência de calor, H, é fácil estimar a diferença de temperatura 
∆Tv nas faces externa e interna do vidro: 
 v vv
v
k A TH H
L
∆
= = 
 ( )( )
( )( )
ov v
v 2
v
1,7535 W 0,0050 m
0,02435 C
1,0 W/m.K 0,36 m
H LT
k A
∆ = = =

 
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 
2 
 ov 0,024 CT∆ ≈