TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIN

TRANSFERENCIA DE CALOR POR RADIACIN

INTRODUCCIN Todos los objetos emiten energa radiante, cualquiera sea su temperatura, por ejemplo el Sol, la Tierra, la atmosfera, los Polos, las personas, etc. La energa radiada por el Sol a diario afecta nuestra existencia en diferentes formas. Esta influye en la temperatura promedio de la tierra, las corrientes ocenicas, la agricultura, el comportamiento de la lluvia, etc.RADIACIN La radiacin presenta una diferencia fundamental respecto a la conduccin y la conveccin: las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separados por un vaco. La radiacin es un trmino que se aplica genricamente a toda clase de fenmenos relacionados con ondas electromagnticas.TIPOS DE SUPERFICIES Las superficies opacas pueden absorber o reflejar la radiacin incidente. Generalmente, las superficies mates y rugosas absorben ms calor que las superficies brillantes y pulidas, y las superficies brillantes reflejan ms energa radiante que las superficies mates. Adems, las sustancias que absorben mucha radiacin tambin son buenos emisores. Por eso, los utensilios de cocina suelen tener fondos mates para una buena absorcin y paredes pulidas para una emisin mnima, con lo que maximizan la transferencia total de calor al contenido de la cazuela. Los procesos de transmisin de calor que aumentan o disminuyen las temperaturas de los cuerpos afectados, la transmisin de calor tambin puede producir cambios de fase, como la fusin del hielo o la ebullicin del agua. En ingeniera, los procesos de transferencia de calor suelen disearse de forma que aprovechen estos fenmenos.Ejemplo: Las cpsulas espaciales que regresan a la atmosfera de la Tierra a velocidades muy altas estn dotados de un escudo trmico que se funde de forma controlada en un proceso llamado ablacin para impedir un sobrecalentamiento del interior de la cpsula. La mayora del calor producido por el rozamiento con la atmosfera se emplea en fundir el escudo trmico y no en aumentar la temperatura de la cpsula. La materia emite constantemente radiacin electromagntica. Esta radiacin posee Cierta energa, que es perdida por el cuerpo emisor. La potencia total radiada por un cuerpo es proporcional al rea y depende de las caractersticas del cuerpo y de su T absoluta. Viene dada por la ley de Stefan-Boltzmann:

P = eAT4 Donde es una constante universal, llamada constante de Stefan-Boltzman, = 5.6710-8 W/m2K4, y e es la emisividad, que caracteriza las propiedades de emisin de una superficie y depende del material. Es un nmero adimensional que puede valer entre 0 y 1. La ecuacin (1) indica que la potencia emitida crece muy rpidamente con la temperatura y slo es cero en el cero absoluto. La energa perdida por el cuerpo que ha emitido la radiacin puede ser ganada por otro cuerpo si este absorbe la radiacin. No toda la radiacin que incide sobre un cuerpo es absorbida, sino slo una fraccin. La termodinmica demuestra que la fraccin de energa radiante absorbida por una superficie es precisamente e. Es decir, los cuerpos que mejor emiten son los que mejor absorben. Un cuerpo con e=1, emisor perfecto, sera tambin un absorbente perfecto. A tal cuerpo se le llama cuerpo negro, porque al absorber por completo toda radiacin que le llegara, se percibira como negro.* No se conoce ningn objeto as, aunque una superficie de negro de carbono puede llegar a absorber aproximadamente un 97% de la radiacin incidente.Conclusin.- El efecto neto de la emisin de radiacin por un cuerpo y su posterior absorcin por otro es una transferencia de energa del primero al segundo. La radiacin constituye, pues, un modo de transmisin de energa, el nico que funciona incluso en el vaco, puesto que no necesita medio para propagarse. La energa radiada se distribuye entre las diferentes frecuencias del espectro electromagntico