Termografia. Radiación Electromagnética
Claudio NahuelpanInforme11 de Mayo de 2019
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Ricardo Meneses J.
Colvin y Cia. Ltda.
Radiación Electromagnética:
La banda electromagnética es infinita y variada, sus características están relacionada con su largo de onda y su frecuencia, en un extremo tenemos los rayos X hasta las ondas de radio. La unidad de medida más común es en micrones (um)
La visión del ojo humano es capaz de capturar en el espectro electromagnético entre 0,32 um y 0,75 um la cual se denomina luz visible
El espectro infrarrojo se encuentra inmediatamente sobre la luz visible y sus dimensiones varían desde 1 um a 1000 um. X UV Luz cercano mediano lejano extremo K 0,32 0,75 1 5 10 15 1000[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]
La curva de la tabla indica la relación entre el largo de onda y la energía que esta lleva, con esto podemos definir que el largo de onda es inversamente proporcional a la cantidad de energía
Aplicando esto podemos definir que las cámaras de termovisión están diseñadas para capturar energía calórica según su aplicación, por esta razón los equipos son denominados SWB o LWB.
CALOR
Denominaremos el calor como 1 Joule =1j
Existen diferentes clases de energía
Cinética = Movimientos de cuerpos y fluidos
Potencial = Cambio de configuración de un objeto (movimiento)
Radiante = Ondas electromagnéticas provenientes del Sol
En este caso nos referiremos a la energía Radiante como Calor: Es la cantidad de energía que se transfiere de un cuerpo a otro debido a la diferencia de temperatura entre ellos.
Además encontraremos calor cuando en el interior de un cuerpo la temperatura no es la misma en todos sus puntos.
Balance de energía: La energía total del universo no varia, esto significa que si algún objeto pierde o disipa energía, otro objeto tendrá que ganarlo o absorberlo en cantidad igual.
Se produce balance de energía cuando existe un intercambio de calor entre un sistema y su medio ambiente.
Sistema: Se denomina sistema a una porción de universo el cual interesa medir (masa –energía – temperatura -etc.)
Medio Ambiente: Es la zona externa del sistema.
Contorno: Es la superficie cerrada que separa sistema de su medio ambiente.
Flujo: La energía interna de un sistema cambia cuando hay un flujo de energía desde o hacia su medio ambiente.
Existen 2 tipos de Flujo.
Flujo de Trabajo: Es una manera ordenada de transferencia de energía
Flujo de Calor: Es cuando hay un desplazamiento del contorno del sistema en conjunto con fuerzas que actúan a lo largo de tales desplazamientos.
Definiendo entonces: ΔΕ=Q+Wneto
ΔΕ: Cambio de energía del sistema.
Q: Diferencia de calor que entra al que sale.
Wneto: Es el trabajo neto sobre o por el sistema.
1) Para esta relación definiremos el primer principio de la termodinámica como
CONSERVACION DE LA ENERGIA
Entonces : Q < 0 Cuando el calor sale del sistema
Q > 0 Cuando el calor entra al sistema
Wneto < 0 Si el trabajo lo realiza el sistema al ambiente
Wneto > 0 Si el trabajo lo realiza el ambiente al sistema.
Es importante considerar que el cambio de energía en un sistema ΔQ se produce en un intervalo de tiempo, esto es FLUJO DE CALOR.
Entonces: ΔE ΔQ
= + potencia [pic 11][pic 12]
ΔT ΔT
CALOR ESPECIFICO
El calor especifico es una propiedad característica de la materia; lo denominaremos como
energía
C = [pic 13]
Masa x temperatura Q = C x M x ∆T
El calor especifico es característico de la materia, siendo habitual mayor para los líquidos y los gases que para los sólidos
El rango de valor tipo es 0,02 a 1 K Cal[pic 14]
Kg. C°
Cambio de Fase: es el cambio de un sistema de estado liquido a gaseoso a sólido y se presenta con características bastante claras.
- En los cambios de fases de un sistema su temperatura se mantiene constante, es decir
∆T = ΔQ
- mientras entregamos calor a un cuerpo sin cambio de fase el aumento de temperatura depende del calor especifico de la materia
- Si queremos producir un cambio de fase en un sistema aplicando calor esto dependerá de la masa (M) y de algo propio de la materia llamado calor latente λ lambda.
Q latente = λ M
Transferencia de calor: entre dos medios a diferente temperatura el calor fluye desde el de mayor temperatura al de menor temperatura.
[pic 15][pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
La transferencia de calor se produce por:
Conducción
Convección
Radiación
Conducción : al estar en contacto un sólido a un diferencial de temperatura el flujo de calor (ΔQ) es proporcional a la gradiente de temperatura expresada como:
ΔT
área [pic 19]
ΔQ ΔT [pic 20][pic 21][pic 22][pic 23]
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