Radiación.

Ley de Stefan-Boltzman.

Experimento:

Los cuerpos de la figura se encuentran en el vacío, y no están en contacto entre sí ni por medio de ningún otro sólido que los conecte. Tienen temperaturas distintas en un instante dado, pero a medida que pasa el tiempo se observará que sus temperaturas se van igualando, verificándose que existe transmisión de calor entre ellos.

Como no están en contacto ni conectados por otro sólido conductor, la transmisión no puede ser por conducción.

Como tampoco hay fluído en el vacío que los circunda, no habrá convección.

Estaremos ante un fenómeno de radiación térmica. Es una forma de emisión de ondas electromagnéticas que emana todo cuerpo que esté a mayor temperatura que el cero absoluto.

Las ondas electromagnéticas son asociaciones de campos eléctricos y magnéticos que se propagan a la velocidad de la luz, serán explicados en otra página que confeccionaré y versará sobre Electromagnetismo.

Características de la radiación térmica:

• No se necesita medio material, ni sólido, ni fluido.

• Es emisión de ondas electromagnéticas.

• Emite todo cuerpo a T>0°K

El cuerpo negro.

Coeficiente de emisividad y de absortividad.

Para estudiar el fenómeno se utiliza el llamado cuerpo negro, una esfera de platino revestida en negro de humo, a una temperatura de 2816°C. Se considera que la radiación de este cuerpo es la referencia, y se lo compara con otros.

Q_R: radiación térmica del cuerpo real por unidad de tiempo y de superficie.

Q_N: radiación térmica del cuerpo negro por unidad de tiempo y de superficie.

La relación entre ambas radiaciones térmicas es el coeficiente de emisividad térmica e.

e = Q_R / Q_N

También se analiza la capacidad de los cuerpos para absorber la radiación térmica mediante un procedimiento similar:

Q_A: radiación térmica absorbida por el cuerpo real por unidad de tiempo y por unidad de superficie

Q_I: radiación térmica absorbida por el cuerpo negro por unidad de tiempo y por unidad de superficie

a = Q_A / Q_I

Kirchoff demostró que:

e = a

Ecuación de Stefan-Boltzman.

 Sirve para calcular el calor:

dQ/dτ = σ e T⁴

Donde aparece la constante universal de Stefan-Boltzman, que vale:

σ = 4,88 . 10^-8 cal °K^-4 seg^-1

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