La Radiacion

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
FACULTAD REGIONAL ROSARIO DEPARTAMENTO DE INGENIERIA QUIMICA

FENOMENOS DE TRANSPORTE
NOTAS DE CÁTEDRA: “UNIDAD TEMÁTICA 7”
 RADIACIÓN TÉRMICA

Revisión: Abril 2009

Fenómenos de Transporte – Unidad Temática 7 Revisión: Abril 2009

“La presente es una recopilación de diversas notas y apuntes de cátedra dispersas que fueron elaboradas o redactadas enlos últimos años. Se agradece especialmente la colaboración de los alumnos cursantes en 2008: Borghi, Maximiliano; Demanuele Ares, Carolina; Gevara, Ignacio; Romero, Paola para su compilación y organización, que con la coordinación del Auxiliar Juan M. Dominguez permite disponer de esta versión revisada. Se advierte que estas notas son solo una guía para el estudio, debiendo consultarse labibliografía recomendada en cada tema para lograr un conocimiento pleno de los mismos.” Cátedra de Fenómenos de Transporte Ing. Jorge E. Robin Ing. Marcela N. Kaminsky Juan M. Dominguez

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7. RADIACIÓN TÉRMICA
Conducción (necesita un ΔT) Medio material Convección (necesita un fluido que se desplace) Transporte deEnergía Sin medio material RADIACIÓN (mecanismo electromagnético)

El mecanismo del transporte de energía por Radiación es cuantitativamente distinto al transporte de cantidad de movimiento en fluidos, de energía térmica, tanto por conducción en sólidos como por convección en fluidos, y de materia por difusión ordinaria. Debido a esta singularidad, y a su importancia como medio de transporte de calor,dedicaremos estas breves notas a modo de tema introductorio, ya que un estudio profundo requiere conocimientos avanzados de la teoría electromagnética, de la termodinámica y de las mecánicas cuántica y estadística. Naturaleza de la Radiación: Maxwell propuso que esta forma de energía viaja como una vibración eléctrica y perturbación magnética a través del espacio en una dirección perpendicular adicha perturbación.

En el diagrama, la oscilación eléctrica (rojo) y la oscilación magnética (azul) son perpendiculares (la eléctrica en el plano xy y la magnética en el xz), donde las ondas están viajando en dirección del eje x. Esta interpretación forma parte de la teoría electromagnética. Una descripción cualitativa es, al comunicarle energía a átomos o moléculas, algunos pasan a un “estadoexcitado” que espontáneamente tienden a retornar a estados de energía más bajos. Como consecuencia, se produce una emisión de energía en forma de radiación electromagnética, que puede deberse a variaciones de estados electrónico, vibracional y rotacional de aquellos átomos, distribuyéndose en un amplio intervalo de longitudes de onda. La Radiación Térmica representa una pequeña parte de todo elespectro de radiación
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electromagnética, aceptándose que por encima de 0 ºK la superficie de cualquier cuerpo emite energía radiante en todas direcciones y que, por encima del “calor rojo” (aprox. 550ºC), se vuelve muy importante. Espectro de Radiación Electromagnética: En el diagrama se muestran las longitudes deonda (“wavelength”) y las frecuencias, con sus denominaciones más corrientes. La única región del espectro electromagnético que es sensible a nuestros ojos es el rango "visible" identificado aquí con los colores del arco iris.

Los distintos “tipos” de radiación se distinguen entre sí solamente por el intervalo de longitudes de onda que comprenden. A continuación se enumeran algunos mecanismosresponsables de la radiación;       Rayos γ = desplazamiento de nucleones en el núcleo atómico. Rayos x = desplazamiento de electrones interiores de un átomo. UV y Visible = desplazamiento de los electrones exteriores de un átomo. Infrarrojo próximo = vibraciones moleculares. Infrarrojo Lejano = rotaciones moleculares. Ondas de radio = corriente alterna que circula por un conductor...