Radiacion Termica

PRACTICA Nro.11

RADIACION TERMICA LEY DE INVERSO CUADRADO

1.-OBJETIVO

Determinar la constante de proporcionalidad del inverso cuadrado “K”.

2.- FUNDAMENTO TEORICO

RADIACIÓN TERMICA

La radiación térmica se encuentra en la región infrarroja del espectro electro- magnético, el cual se extiende desde las señales de radiofrecuencia hasta los rayos ϒ. Su fuente son los cuerpos calientes debido a oscilaciones de las moléculas que los conforman. La energía asociada a la radiación térmica se puede medir utilizando sensores tales como termopares los cuales responden al calor generado por algún tipo de superficie. Se dice que un cuerpo se encuentra en equilibrio térmico cuando emite la misma cantidad de radiación térmica que absorbe; desprendiéndose de aquí, que los buenos absorbentes de la radiación son buenos emisores de la misma. A un absorbente o emisor ideal de la radiación se le llama cuerpo negro. La física que se conocía hasta el año 1900 había logrado explicar ciertos aspectos relacionados con la radiación térmica. En 1879 Josef Stefan h abía observado que la intensidad de la radiación es proporcional a la cuarta potencia de la temperatura. Años más tarde Ludwing Boltzmann puso esta observación sobre una sólida base teórica y hoy se conoce como la Ley de Stefan-Boltzmann la cual establece que:

Ʀ=σT4

Donde:

Ʀ, es la radiación térmica emitida por un objeto a una temperatura T.

σ, es la constante de Stefan-Boltzmann y es igual a (5, 670400 ± 0, 000040) × 10-8Wm-2k-4

T, es la temperatura del objeto en consideración medida en kelvin

LEY DEL CUADRADO INVERSO

La ley de la inversa del cuadrado o ley cuadrática inversa se refiere a algunos fenómenos físicos cuya intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia al centro donde se originan. En particular, se refiere a fenómenos ondulatorios (sonido y luz) y campos centrales.

SENSOR DE RADIACIÓN

Los sensores de radiación trabajan sobre el principio de que la temperatura de un objeto determina la longitud de onda de la radiación emitida. El más simple de estos sensores es el pirómetro óptico, el cual simplemente requiere que el operador aparee el color del objeto incandescente con una escala de color sobre su línea de visión. Otros sistemas son más exactos y complejos. La exactitud de un sensor a radiación depende de la relativa estabilidad de los colores, del alumbrado incandescente, de la temperatura ambiente de la cabeza sensora, del ángulo del detector relativo a la superficie medida y de cambios en la superficie emisora. Todas estas variables contribuyen a errores en el sistema. Se usan detectores de longitud de onda larga para evitar interferencia eléctrica y mantener una exactitud de pocos grados, lo que normalmente es aceptable en las aplicaciones de alta temperatura.

3. PROCEDIMIENTO

Ley del Cuadrado Inverso:

Se adhirió una regla métrica a la mesa. Se coloco la lámpara de Stefan-Boltzmann en uno de los extremos de la regla métrica como se muestra en la Guía. El cero de la regla métrica estaba alineado con el centro del filamento de la lámpara. Se ajusto la altura del sensor de radiación tal que estuviera en el mismo plano del filamento de la lámpara de Stefan-Boltzmann. Se oriento la lámpara y el sensor de tal modo que, al deslizar el sensor a lo largo de la regla métrica, el eje de la lámpara se alineara tan cerca como fue posible con el eje del sensor. Se conecto el sensor al voltímetro y la lámpara a la fuente de voltaje.

Con la lámpara apagada, se deslizo el sensor a lo largo de la

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