Uma janela de painel duplo de consiste de duas camadas de 4 mm de espessura de vidro separadas por espaço de ar de 5 mm . O fluxo de calor através do espaço de ar é considerado como sendo por condução. As temperaturas interna e externa do ar são 20 °C e – 20 °C, respectivamente, e os coeficientes de transferência de calor interno e externo são 40 e . Determine (a) a taxa diária de perda de calor através da janela em operação permanente e (b) a diferença de temperatura através da maior resistência térmica.

Nosso ponto de partida é colocar as hipóteses do nosso problema. São elas que possibilitam a sua solução!

Portanto, temos um problema de transferência de calor em regime permanente, unidimensional e condutividade térmica constante.

Podemos associar este problema a noção de resistências elétricas. O calor fluirá do ambiente quente para o ambiente frio. Para que isto ocorra, teremos as seguintes formas de transferência de calor: convecção do ar quente para o vidro, condução no vidro, condução no ar dentro do vidro (sim, a questão pediu para considerarmos como condução e não convecção!), condução no segundo painel de vidro e, por fim, convecção para o ar frio.

Podemos representar toda esta situação através da seguinte associação de resistências térmicas:

Calculando as resistências térmicas, temos:

Agora, basta aplicarmos as fórmulas da condução para obtermos tanto a taxa de perda de calor quanto a temperatura de temperatura na maior resistência térmica.