Tareas

1. INTRODUCCION
Se llama radiación térmica o radiación calorífica a la emitida por un cuerpo debido a su temperatura. Todos los cuerpos con temperatura superior a 0 K emiten radiación electromagnética, siendo su intensidad dependiente de la temperatura y de la longitud de onda considerada. En lo que respecta a la transferencia de calor, la radiación relevante es la comprendida en el rango delongitudes de onda de 0.1μm a 100μm, abarcando por tanto parte de la región ultravioleta, la visible y la infrarroja del espectro electromagnético.
La materia en un estado (solido o líquido) emite un espectro de radiación continuo. La frecuencia de onda emitida por radiación térmica es una densidad de probabilidad que depende solo de la temperatura.
Los cuerpos negros emiten radiación térmica conel mismo espectro correspondiente de los detalles de su composición. Para el caso de un cuerpo negro, la función de densidad de probabilidad de la frecuencia de onda emitida esta dada por la ley de radiación térmica de Planck; la ley de Wien da la frecuencia de radiación emitida más probable, y la ley de Stefan- Boltzmann da el total de energía emitida por unidad de tiempo y superficie emisora(esta energía depende de la cuarta potencia de la temperatura.)
A temperatura ambiente, vemos los cuerpos por la luz que reflejan, dado que por si mismos no emiten luz. Si no se hacen inducir luz sobre ellos, no podemos verlos, a temperaturas mas altas, vemos los cuerpos debido a luz que emiten, pues en este caso son luminosos por si mismos. Así, es posible determinar la temperatura de un cuerpo deacuerdo a su calor.
Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su nombre, el cuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal físico para el estudio de la emisión de la radiación electromagnética. El nombre “cuerpo negro” fueintroducido por Gustav Kirchhoff en 1862. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de un cuerpo negro.
La intensidad de la radiación emitida por un cuerpo negro, con una temperatura T en la frecuencia y, viene dada por la ley de Planck:
I(v,T)=2hv3/c2 *1/exp(hv/kT)-1
O su expresión equivalente
I(v,T)*δv=2hv3/c2*1/exp(hv/kT)-1*δv
Donde I(v,T)*δv es la cantidad de energía por unidad dearea, unidad de tiempo y unidad de ángulo solido emitida en el rango de frecuencias entre v y v+δv , h es la constante de Planck, c es la velocidad de la luz y k es la constate de Boltzmann.
Se llama “poder emisivo” de un cuerpo E(v,T) a la cantidad de energía radiante emitida por unidad de superficie y tiempo las frecuencias v y v+δv
E (v, T)= 2πhv3 /c2*1/exp(hv/kT)-1
La longitud de onda enla que se produce el máximo de emisión viene dada por la ley de Wein, por lo tanto, a medida que la temperatura aumenta, el brillo de un cuerpo va sumando longitudes de onda, todo es más pequeño, y pasa del rojo al blanco según va sumando las radiaciones desde el amarillo hasta el violeta. La potencia emitida por unidad de área viene dada por la ley de Stefan- Boltzmann.
La ley deStefan-Boltzmann establece que un cuerpo negro emite radiación térmica emisiva superficial (W/m2) proporcional a la cuarta potencia de su temperatura:
E= σ*T c-1
Donde T c es la temperatura efectiva, o sea la temperatura absoluta de la superficie y σ es la constante de Stefan- Boltzmann.
σ = 5.67*10-8 W (m-2 *K-4)
Esta potencia emisiva de un cuerpo negro (o radiador lineal) supone un límite superiorpara la potencia emitida por los cuerpos reales.
La potencia emisiva superficial de una superficie real es menor que la de un cuerpo negro a la misma temperatura y está dada por:
E= θ*σ* Tc-1
Donde θ es una propiedad radioactiva de la superficie denominada emisividad. Con valores en el rango 0≤θ≤1, esta propiedad es la relación entre la radiación emitida por una superficie real y la emitida por...