Irradiacióntérmico es el término que se utiliza para decir que algún cuerpo está expuesto a radiación térmica. La irradiación térmica es uno de los principales procesos de transferirencalor, este proceso ocurre a través del asuntoenondas electromagnéticas, ya que todos los cuerpos que están en temperaturas por encima de cero absoluto Emiten radiación térmica. En este tipo de procesos, parte de la energía térmica de los cuerpos se convierte en energía electromagnética y viceversa.
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Cómo se produce la radiación térmica
LA radiacióntérmico se genera a partir de los movimientos de vibraciónDeátomosy moléculas, los constituyentes básicos de toda la materia. A diferencia de otros procesos de transferencia de calor, como conducir y convección, la irradiación puede ocurrir sin la necesidad de un medio físico para conducir el calor, y esto solo es posible porque las ondas electromagnéticas pueden propagarse en el vacío.
Cuando se absorbe, la radiación térmica calienta los cuerpos. Sin embargo, hay cuerpos que pueden absorberlo más fácilmente. Factores como color, la composición química y los niveles de energía de los átomos afectan directamente la capacidad de absorción de calor. Un ejemplo de esto es la ropa oscura, que se calienta más rápidamente que la ropa ligera, gracias a su mayor capacidad de absorber el calor cuando se irradia.
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Irradiación y radiación
mientras la palabra radiación se refiere a energía que se emite en forma de ondas electromagnéticas, el irradiación se refiere a exposicióna esta radiación. Por ejemplo: la radiación solar irradia el planeta Tierra, proporcionándole energía en forma de calor y luz visible. La palabra irradiación se relaciona con la palabra radiación de la misma manera que magnetismo se relaciona con la magnetización, por ejemplo.
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Irradiación y ondas electromagnéticas.
No todas las ondas electromagnéticas transportan calor. A ondaselectromagnético cuyas frecuencias se encuentran en regiones cercanas a las frecuencias del colorrojo es de infrarrojo ellos son máseficiente para la transferirencalor que los otros. Además, se sabe que la forma en que las ondas electromagnéticas interactúan con la materia depende de su frecuencia.
Vea los efectos más comunes que puede causar cada tipo de onda electromagnética:
- Microonda: tienen una longitud de onda larga cuando interactúan con la materia y pueden causar átomos y las moléculas realizan movimientos de rotación, como ocurre con las moléculas de agua dentro de un horno microonda.
- Infrarrojo: es absorbido casi por completo por la materia, este tipo de onda electromagnética es responsable de la mayor parte de la transmisión de calor. Cuando interactúa con la materia, el infrarrojo hace que los átomos y las moléculas vibren con mayor intensidad.
- Luz visible: distribuida entre frecuencias que van del rojo al violeta, es capaz de promover la excitación de electrones. Estas frecuencias de luz son capaces de estimular cambios en los niveles de energía de los átomos.
- Ultravioleta: como la luz visible, promueve la excitación de electrones, sin embargo, las frecuencias ultravioleta más altas son ionizantes, es decir, debido a su alta energía, se vuelven capaces de arrancar electrones de sus átomos.
- Rayos x: promueven la ionización de los átomos y también la dispersión de Compton, en este fenómeno, los átomos que absorben los rayos X lo reemiten a frecuencias más bajas.
- Gama: Ondas electromagnéticas con alto poder de penetración y altamente capaces de ionizar átomos y moléculas.
Cuando se exponen a la radiación infrarroja, los átomos y las moléculas la absorben, lo que hace que aumente su vibración térmica. A cargos electricos que están presentes en los átomos también vibran, por lo que esta radiación es reemitida hacia otros cuerpos.
No hay ni un momento en el que no intercambiemos calor, en forma de ondas electromagnéticas, con los cuerpos que nos rodean. Según lo que Ley cero de la termodinámica, este intercambio ocurre hasta que la condición de equilibrio térmico.
veaademás:Espectro electromagnético: las posibles frecuencias de las ondas electromagnéticas.
radiación de cuerpo negro
Uno cuerponegro es un objeto idealizado, es decir, es una proposición teórica. Según la teoría, un cuerpo negro debe ser capaz de absorber toda la radiación que cae sobre su superficie. Una vez que este cuerpo llega al equilibriotérmico entre sus partes, emitirá radiacióntérmico a la misma velocidad a la que lo absorbe.
En la naturaleza no existen cuerpos negros ideales, sin embargo, existen aquellos que están muy cerca de esta situación, como las estrellas, capaces de absorber toda la radiación que cae sobre ellos.
Gracias a las explicaciones de importantes físicos, como JoséStefan y LudwigBoltzmann, hoy podemos relacionar directamente la potencia irradiada por la superficie de los cuerpos negros con su temperatura, tal como lo hacen los termómetros. láser, llamada pirómetros.
Además, existen leyes físicas, como la ley de Viena, que relacionan la frecuencia de las ondas electromagnéticas emitidas en forma de radiación térmica con la temperatura del cuerpo que las emitió. Fue a través de estas leyes que pudimos estimar la temperatura y la edad de estrellas y planetas extremadamente distantes.
Los estudios de la radiación del cuerpo negro han ido más allá del Leyes de Stefan-Boltzmann y de la leyenViena. En busca de una solución a un problema aparentemente insoluble, el físico alemán Max Planck sugirió la existencia de pequeños paquetes de luz, los fotones (que fueron llamados cuantos de luz). En la época, Planck fue muy criticado y su sugerencia no fue bien aceptada en la academia. Sin embargo, en 1905, Albert Einstein hizo uso de este argumento para explicar la efecto fotoeléctrico, que le valió el Premio Nobel de Física.
Por mí. Rafael Helerbrock
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HELERBROCK, Rafael. "Irradiación térmica"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/irradiacao-termica.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.
