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INSTITUTO TÉCNICO RICALDONEINSTITUTO TÉCNICO RICALDONEDEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALESDEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES
ASIGNATURA:
CIENCIAS FÍSICAS
TEMA:
“EMISIÓN Y ABSORCIÓN DE ENERGÍA RADIANTE”
PRESENTADO POR:
ALEXIS FIGUEROA
SAN SALVADOR, 23 DE FEBRERO DE 2010
Emisión de energía radianteEmisión de energía radiante
Todas las sustancias, a cualquier temperatura mayor que el cero absoluto, emiten energía radiante. La frecuencia para el máximo de la
energía radiante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del emisor.
Curva de radiación para distintas temperaturas. La frecuencia para la máxima energía radiante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del emisor.
infrarrojo
Los objetos con alta temperatura como el Sol, emiten ondas de
alta frecuencia y cortas longitudes de onda.
Otros objetos emiten ondas de menor frecuencia y mayor
longitud de onda en el extremo de la región infrarroja. Esta radiación se llama también
„radiación térmica“.Cuando la radiación infrarroja encuentra un objeto se refleja en parte y se absorbe en parte. La parte que se absorbe aumenta la energía térmica del objeto. Una vez que el objeto se calienta, emite radiación que puede ser captada por sensores de infrarrojo.
Cuando un objeto está bastante caliente, emite algo de energía radiante en la región de la luz visible. Por ejemplo, a medida que la lava se calienta a más de 500 oC, pasa de verse roja a amarilla y por último, a 1200 oC, produce luz blanca.
a) Una fuente fría emite principamente ondas largas, de baja frecuencia.
b) Una fuente tibia emite principalmente ondas de longitud y frecuencia intermedia.
c) Una fuente caliente emite principalmente ondas cortas, de alta frecuencia.
Cuando el Sol calienta, los objetos negros absorben mejor la radiación y se calientan con mayor rapidez...
Absorción de energía radianteAbsorción de energía radiante
...pero luego se enfrían fácil porque los buenos absorbedores son buenos emisores y los malos absorbedores son malos emisores. Por ejemplo el pavimento oscuro en el día está caliente y en la
noche se enfría rápidamente.
Todo objeto, esté caliente o frío, absorbe y emite la energía radiante al mismo
tiempo. Si emite más de la que absorbe es emisor neto y su temperatura baja. El que un
objeto tenga el papel de emisor neto o absorbedor neto, depende de si su temperatura
es más alta o más baja que la de sus alrededores.
Reflexión de energía radianteReflexión de energía radiante
La absorción y la reflexión son procesos opuestos.
Un buen absorbedor de energía radiante, incluyendo de luz visible, refleja muy poca de
ella, y se ve oscuro.
La radiación que entra a la cueva tiene muy poca probabilidad de salir, porque la mayor parte de ella se absorbe. Por esta razón, la abertura de cualquier cueva o cavidad nos parece negra.
Enfriamiento nocturno por radiaciónEnfriamiento nocturno por radiación
Los cuerpos que irradian más energía que la que reciben, se enfrían. Esto sucede por la noche,
cuando no hay radiación solar.
Es común que la escarcha se forme sobre el pasto, aun cuando la temperatura no baje a nivel de congelación. Esto se debe a que el pasto es un aislante y los aislantes son emisores netos que de noche se enfrían más que el aire.
Ley de Newton del enfriamiento
Un objeto a temperatura diferente de la de sus alrededores terminará alcanzando una temperatura igual a la de sus
alrededores.
„La rapidez de pérdida de calor, sea por conducción, convección o radiación, es proporcional
a la diferencia de temperaturas (T) y al area de contacto (A) entre el objeto y sus alrededores“.
Q ~ A TEsta ley también es válida para el
calentamiento
El efecto invernadero
La Tierra y su atmósfera ganan energía cuando absorben la energía radiante del Sol. Esa energía calienta a la Tierra. A su vez, la Tierra emite radiación terrestre, gran parte de la cual escapa al espacio exterior. La absorción y la emisión se llevan a cabo con igual rapidez, y se produce una temperatura de equilibrio.
El Sol caliente emite ondas cortas y la Tierra fría emite ondas largas (radiación terrestre). El vapor de agua, el dióxido de carbono y otros „gases de invernadero“ en la atmósfera retienen el calor que de otro modo irradiaría la Tierra al espacio.
Como resultado de esta transferencia permanente de calor, la Tierra tiene en la actualidad una temperatura media de 27 oC. Este es el máximo valor en los últimos 500.000 años.
El efecto invernadero paso a paso:
El dióxido de carbono, así como el agua, el metano o el gas nitroso de la atmósfera son los gases de invernadero. Ellos absorben el calor, vibran y lo reemiten a la Tierra, provocando el
efecto de calentamiento global.
¿Cómo se calienta la atmósfera?
Los invernaderos de vidrio „atrapan“ energía del Sol. El vidrio es transparente a la luz visible pero opaco al UV e IR. Cuando las ondas de luz visible penetran al invernadero, el suelo y las plantas se calientan y luego emiten ondas largas infrarrojas que ya no pueden salir. En consecuencia se calienta el interior.
Energía solar
La temperatura en la superficie solar es de 6000 oC, no más que algunos aparatos de soldar. Nos calienta principalmente por su
tamaño que es enorme en comparación con la tierra.
6000oC
La constante solar
Sobre cada metro cuadrado de superficie perpendicular a los rayos solares en la atmósfera,
llevan 1400 Joules de energía solar cada segundo. Al suelo llega menos por la atenuación
debida a la atmósfera.
Sistemas de recolección de energía solar para uso
doméstico
Se utiliza energía solar para calefacción y calentar agua.
Recolección de energía solar para generar electricidad
Se puede generar electricidad mediante energía solar, a través de celdas fotovoltaicas, sin embargo,
la noche y la variación del clima producen un abastecimiento variable de energía .
Control de la transferencia de calorEl termo o botella al vacío inhibe los tres
métodos de transferencia del calor.
Entre sus paredes contiene vacío.
1. Es imposible la conducción a través del vacío.
2. El vacío también evita la convección a través de las paredes.
3. Las superficies interiores plateadas reflejan las ondas electromagnéticas hacia adentro y reducen la pérdida por radiación.