Transmision de calor por radiacion

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  • Publicado : 26 de noviembre de 2011
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Se han tratado situaciones en las que los modos predominantes de calor son la conducción y la convección. En ambos casos, era condición indispensable la existencia de un medio material (solido, líquido o gaseoso) a través del cual se transfería el calor. Esta es la más importante, diferencia con la transmisión de calor por radiación. El calor que fluye por radiación no requiere la intervenciónde un medio, y el calor puede ser transmitido por radiación a través del vacío absoluto. Por ejemplo, una bola de acero calentada y situada en un recinto donde se ha realizado el vacio, se enfría hasta alcanzar el equilibrio térmico con las paredes del recinto, y la transmisión de calor ocurre exclusivamente por radiación.

Por eso a continuación primero consideraremos los medios por los que segenera la radiación térmica, la naturaleza especifica de la radiación, la forma en la que la radiación interactúa con la materia. Hablaremos sobre las, propiedades, clasificación, ecuaciones y leyes, cómo se calcula, además de conocer su importancia en nuestras vidas.

1. CONCEPTOS FUNDAMENTALES
1.1 Orígenes
La radiación se origina por emisiones de la materia y que su posteriortransferencia no requiere la presencia de materia alguna. ¿Pero cuál es la naturaleza de este transporte? Una teoría considera a la radiación como la propagación de una acumulación de partículas denominadas fotones o cuantos (quanta). Alternativamente, la radiación se puede ver como la propagación de ondas electromagnéticas. En cualquier caso deseamos atribuir a la radiación las propiedades características delas ondas, frecuencia v y longitud de onda λ. Para radiación que se propaga en un medio particular, las dos propiedades se relacionan mediante: λ = c/v, donde c es la velocidad de la luz en el medio, la unidad de onda normalmente es la micra.

Fig. 1 mecanismos de transferencia de calor
1.2 Definición
Para entender este mecanismo de transferencia de calor se considerara un objeto calienteque está suspendido en una cámara en la que se ha hacho el vacio y cuyas paredes se encuentran a la temperatura ambiente llegara un momento en que el objeto caliente se enfriara y alcanzara el equilibrio térmico con sus alrededores. La transferencia de calor entre el objeto y la cámara no pudo haber tenido lugar por conducción o convección, porque estos dos mecanismos no pueden no puedendesarrollarse en el vacío. Por lo tanto la transferencia de calor debe haber ocurrido a través de otro mecanismo que comprenda la emisión de la energía interna del objeto. Este mecanismo es radiación. [2]

El espectro electromagnético se muestra en la fig. 3. La radiación de ondas cortas de rayos gamma, rayos x y ultravioleta (UV) es de interés principalmente para el físico de alta energía y elingeniero nuclear, mientras que las microondas de longitud de onda larga y ondas de radio son de interés para el ingeniero eléctrico. Es la parte intermedia del espectro, que se extiende de aproximadamente 0.1 a 100 μm e incluso una parte de la UV y de todo el visible y el infrarrojo (IR), que se denomina radiación térmica y esta relacionado con la transferencia de calor.

Fig. 3. Diagrama delespectro electromagnético, mostrando el tipo, longitud de onda con ejemplos, frecuencia y temperatura de emisión de cuerpo negro.
La radiación térmica que emite una superficie abarca un rango de longitud de onda. La magnitud de la radiación varía con la longitud de onda y el término espectral se usa para referirse a la naturaleza de esta dependencia. La magnitud de la radiación en cualquier longitudde onda y la distribución espectral varía con la naturaleza y temperatura de la superficie emisora.

1.3 Magnitudes de la radiación
La radiación que emite una superficie se propaga en todas las direcciones posibles y a menudo estamos interesados en conocer su distribución direccional. También la radiación incidente sobre una superficie puede venir de diferentes direcciones y la forma en que...
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