Radiacion

Introducción

En el siguiente laboratorio nos centraremos en la transferencia de calor por radiación, la cuál a diferencia de la conducción y la convección no necesita medio natural o artificial para transferirse. La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas. La radiación térmica corresponde a la emisión deradiación electromagnética en un cuerpo producto de su temperatura.
Esta experiencia de laboratorio esta centrada en determinar en determinar la emisividad de un cuerpo, específicamente una barra de cobre.


Marco teórico

La radiación electromagnética emitida por un cuerpo como resultado de su temperatura se le llama radiación térmica, la cuál es emitida pro todos los cuerpos y a su vez estos laabsorben de sus inmediaciones.
Cuando se alcanza el equilibrio térmico, la velocidad de emisión t absorción es la misma . Si se eleva uniformemente la temperatura de un cuerpo caliente se observa que a una mayor temperatura , mayor es la radiación térmica emitida, dado que entre más alta la temperatura, más alta es la frecuencia de la parte del espectro que irradia más intensamente. Los colorescambian de rojo vivo a rojo blanco a azul. La forma detallada del espectro de radiación térmica depende de la composición del cuerpo que la emite. Sin
Embargo existen los llamados cuerpos negros que emiten radiación térmica con el mismo espectro a una temperatura dada, estos cuerpos absorben toda la radiación térmica que incide sobre ellos y como no reflejan la luz se ven negros.La ley de Stefan - Boltzmann establece que toda materia que se encuentra a una temperatura finita emite una radiación térmica, cuya radiación se origina a partir de la energía térmica de la materia limitada por la superficie. La velocidad a la que libera energía por unidad de área [w/m^2] se denomina potencia emisiva superficial E. Hay un limite superior para la potencia emisiva, que esestablecido por la siguiente ley :


Donde la constante de emisividad de Stefan - Boltzmann es ;

, y Te es la temperatura efectiva o temperatura absoluta de la superficie.
Dicha superficie se llama radiador ideal o cuerpo negro.
El flujo de calor emitido por una superficie real es menor que el de un cuerpo negro a lamisma temperatura y esta dada por :


La emisividad ( ), proporciona una medida de la eficiencia con que una superficie emite energía en relación con un cuerpo negro. Esto depende marcadamente del material de la superficie y de su acabado.









Descripción de la experiencia

Esta experiencia de laboratorio consisteen determinar el coeficiente de emisividad de radiación, la cuál se realiza de forma indirecta despejando esta variable de la ecuación de flujo de calor por radiación , quedando en función de la temperatura de los cuerpos que interactúan, del flujo de calor por radiación , y del área del elemento emisor.
Para llevar a cabo la experiencia se emplea un dispositivo que cuenta con una cámara devacío, que en su interior aloja al objeto emisor, el cuál es una barra cilíndrica que cuelga de hilos de vidrio, una bomba para generar vacío, un manómetro de diferencia y los correspondientes medidores análogos de corriente y voltaje suministrados, y de temperatura, tanto del emisor y de la cámara que actúa como receptor.
Inicialmente se mide la temperatura del ambiente con un termómetro,registrándose 17 ºC , luego se procede a medir la temperatura de la cámara, por medio del correspondiente medidor análogo, registrándose cero, lo que implica que las temperaturas entregadas por el medidor son relativas a la temperatura del ambiente, por lo que la temperatura de la cámara son 17 ºC. Después se acciona la bomba de vacío, extrayéndose una cantidad de aire, y se procede a medir la presión...