Radiacion

RADIACIÓN

ÍNDICE

Contenido

Introducción………………………………………………………………. 2

Radiación de un cuerpo negro……………………………………………. 2

Intensidad de la radiación……………………………………………….... 4

Emitancia y absortancia………………………………………………….. 6

Reflactancia y transmitancia…………………………………………….. 9

El factor de forma para radiación……………………………………….. 10

Intercambio de calor por radiación entre cuerpos negros……………...... 17

Intercambio de radiación entre cuerpos grises…………………………... 19

Ejemplo…………………………………………………………………… 21

Bibliografía………………………………………………………………... 23

INTRODUCCIÓN

A diferencia de los mecanismos de transferencia de calor por conducción y convección en los que el transporte de energía requiere de un medio para llevarse a cabo, el calor puede propagarse por radiación incluso en el vacío. Aun cuando no se entiende por completo el mecanismo físico de la radiación en cuanto a si esta es transportada por ondas electromagnéticas o por fotones, si se sabe que viaja en el vacío a la velocidad de la luz.

La radiación térmica se define como la energía radiante emitida por un medio como consecuencia de su temperatura, y la escala de longitudes de onda.

El estudio de la radiación de un cuerpo negro juega un papel muy importante en la física contemporánea. Las propiedades electromagnéticas y termodinámicas de dicha radiación , descubiertas durante las dos últimas décadas del siglo pasado, pusieron en jaque a toda la estructura de la física clásica conocida en esa época. Los descubrimientos que Planck y Einstein realizaron a principios de este siglo, pusieron en evidencia que la densidad espectral de la radiación, que determina la forma en que la energía por unidad de volumen está distribuida como función de la frecuencia a una temperatura prefijada, gracias a esto surgió la mecánica cuántica.

En diferentes procesos de la transferencia de calor, la temperatura del sistema depende del tiempo. Es el caso del calentamiento y enfriamiento del techo de una casa expuesta a la radiación solar; de los refractarios que componen la matriz de un regenador, durante el proceso de templado de un cristal para automóvil o de una pieza de acero; en el proceso de cocción de un pastel; en fin, hay muchas situaciones en las que interviene la radiación. A diferencia de los procesos de transferencia de conducción de calor en estado estable, en los de tipo transitorio hay un aumento o una disminución en la energía interna del sistema mientras ocurre el proceso.

RADIACIÓN DE UN CUERPO NEGRO

Un cuerpo negro es el que más emite y absorbe la máxima cantidad posible de radiación a cualquier temperatura y en cualquier longitud de onda. Dicho de otro modo, es un estándar con el que pueden compararse las características de radiación de otros cuerpos. Puesto que un cuerpo negro es por definición un absorbedor perfecto, toda la radiación que incide sobre él es absorbida sin importar a longitud de onda. En consecuencia, ninguna fracción de tal radiación se refleja o transmite a través del cuerpo negro.

Max Planck desarrolló en 1900, mediante principios de teoría cuántica, una relación para la potencia emisiva espectral, o monocromática, de un cuerpo negro como función de la longitud

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