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Recuerda que …
¿Mediante qué vías se
transmite el calor?
La mano se calienta por conducción.
El gato se calienta por radiación.
El agua se calienta por convección.
infrarrojos
Si se ponen en contacto dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura, al cabo de cierto tiempo tienen la misma temperatura, en este caso han alcanzado el estado de equilibrio térmico.
Parte de la energía del cuerpo más caliente pasa al más frío. Este proceso continúa hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualen.
Tema: Radiación térmica
Emisión de radiaciones electromagnéticas provocada por la
energía interna de los cuerpos.
Radiación térmica
¿En qué consiste la radiación térmica?
¿Qué ocurre, si al mismo tiempo, el cuerpo recibe por absorción la misma cantidad de energía que
pierde por emisión?
Todo cuerpo, emitiendo energía, absorbe a la vez una parte de la energía emitida por todos los cuerpos que le rodean.
Todo cuerpo, emitiendo energía, absorbe a la vez una parte de la energía emitida por todos los cuerpos que le rodean.
Energía emitida
Energía absorbida
Si E absorbida = E emitida
Temperatura constante
equilibrio térmico
equilibrio térmico
equilibrio térmico
equilibrio térmico
En el equilibrio térmico la
temperatura del cuerpo es igual a la de su entorno.
El equilibrio térmico es un estado de los cuerpos que no experimentan una influencia ajena.
Un cuerpo que absorbe a cualquier temperatura toda la energía radiante que
incide sobre él, recibe el nombre de cuerpo
negro.
Modelo de cuerpo negroModelo de cuerpo negro
Absorbe toda la energía de la
luz de cualquier
frecuencia que incide sobre él.
En realidad el cuerpo negro es una idealización
pues no se ha podido encontrar cuerpo alguno que absorba el 100 % de
las radiaciones que incida sobre él.
1 2 3 4 5 6(10-6)m
T= 1259 K
Can
tid
ad d
e en
erg
ía p
or
un
idad
de
tiem
po
y u
nid
ad d
e lo
ng
itu
d d
e o
nd
a
máx
RT- Energía total emitida por unidad de superficie y de tiempo
RT- Energía total emitida por unidad de superficie y de tiempo
¿Qué podemos concluir del análisis de esta curva obtenida experimentalmente?
Can
tid
ad d
e en
erg
ía p
or
un
idad
de
tiem
po
y u
nid
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e lo
ng
itu
d d
e o
nd
a
1 2 3 4 5 6(10-6)m
T1= 2000 KT1= 2000 K
T2= 3000 KT2= 3000 K
T3= 4000 KT3= 4000 K
1 máx1 máx2 máx2 máx3 máx3 máx
3 máx < 2 máx < 1 máx 3 máx < 2 máx < 1 máx
¿Qué podemos concluir del análisis de estas curvas obtenidas experimentalmente?
Ludwig Boltzmann (1844-1906)
Formuló también una ley que recibió su nombre junto con el de su maestro Josef Stefan: ley de Stefan-Boltzmann. Esta ley describe matemáticamente la radiación del cuerpo negro. Hizo grandes aportes a la teoría cinética de los gases.
Físico austriaco, que colaboró en la creación
de las bases de la mecánica estadística.
• La longitud de onda correspondiente a la máxima
energía emitida se desplaza hacia las longitudes de onda más cortas,
al elevarse la temperatura.
A partir de estas curvas experimentales puede arribarse a
las siguientes conclusiones:
• La energía radiante aumenta con el aumento de la
temperatura.
RT= RT= T4 T4 s
Ley de Stefan-Boltzmann
RT- Energía total emitida por unidad de superficie y de tiempo RT- Energía total emitida por unidad de superficie y de tiempo T- Temperatura absoluta T- Temperatura absoluta s - Constante de Stefan- Boltzmann
Cuerpo negro = 5,67 10-8 W/(m2K4)
Wilhelm Wien (1864-1928)
Físico alemán galardonado con el Premio Nobel de Física en 1911 por su
descubrimiento de las leyes de la radiación del cuerpo negro. Sus
aportes en el campo de la radiación sentaron las bases del desarrollo de la
teoría cuántica.
Ley de desplazamiento de Wien
lmáx- longitud de onda para el máximo de radiación integral
lmáx- longitud de onda para el máximo de radiación integral
T- Temperatura absoluta T- Temperatura absoluta c1 - Constante de valor 2,9 10-3 m K
c1 lmáx= lmáx= TT
Manifestaciones de la Ley de Wien en observaciones cotidianas:
•A temperatura ambiente, no se percibe la radiación térmica por el
ojo humano, pues está comprendida en la región infrarroja del espectro.
•A una temperatura de 750 K el cuerpo emite luz roja oscura.
Leyes de radiación del cuerpo negro
RT= RT= T4 T4 s
lmáx= lmáx= TTc1
Tarea Investiga la aplicación de las leyes de la radiación del cuerpo negro en el
pirómetro óptico.
