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| Emisividad - Acerca de la emisividad | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Viernes, 13 de Febrero de 2009 16:53 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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El coeficiente de la emisividad - ε - indica la radiación del calor de a “cuerpo gris” según la Ley de Stefan-Boltzmann, comparado con la radiación del calor de un “cuerpo negro” con el coeficiente de la emisividad ε = 1. El coeficiente de la emisividad - ε - para un cierto campo común los materiales se pueden encontrar en la tabla abajo. Observe que los coeficientes de la emisividad para algunos productos varían con la temperatura. Como una pauta las emisividades abajo se basa en la temperatura 300 K.
El traspaso térmico con la radiación toma el lugar en la forma de ondas electromagnéticas principalmente en la región infrarroja. La radiación emitida por un cuerpo es una consecuencia de la agitación termal de sus moléculas que componen. El traspaso térmico de la radiación se puede describir por una referencia al supuesto “cuerpo negro”. El cuerpo negro
Un cuerpo negro se define como cuerpo que absorba toda la radiación que caiga en su superficie. Los cuerpos negros reales no existen en naturaleza - aunque sus características son aproximadas por un agujero en una caja llenada del material altamente absorbente. El espectro de emisión de un cuerpo negro esta descrito completamente por la ley de Planck. Un cuerpo negro es un cuerpo hipotético que absorbe totalmente todas las longitudes de onda del incidente termal de la radiación en él. Tales cuerpos no reflejan la luz, y por lo tanto aparecen en negro si sus son temperaturas bastante bajas para no ser luminosas por ellos mismos. Todos los cuerpos negros calentados a una temperatura dada emiten la radiación termal. La energía de la radiación por tiempo de la unidad del cuerpo negro es proporcional a la cuarta energía de la temperatura absoluta y puede ser expresado con la Ley de Stefan-Boltzmann como: q = σ T4 A (1) Donde q = traspaso térmico por el tiempo de la unidad (w) σ = 5.6703 10-8 (W/m2K4) - Constante de Stefan-Boltzmann T = temperatura absoluta Kelvin (k) A = área del cuerpo que emite (m2) La constante de Stefan-Boltzmann en unidades imperiales σ = 5.6703 10-8 (W/m2K4) = 0.1714 10-8 (BTU (h pie2 oR4)) = 0.119 10-10 (BTU (h adentro2 oR4)) Cuerpos y coeficientes grises de la emisividad
Para los objetos con excepción de los cuerpos negros ideales, los llamados “cuerpos grises” la Ley de Stefan-Boltzmann puede ser expresado como q = ε σ T4 A (2) Donde ε = emisividad del objeto (uno para un cuerpo negro) Para el cuerpo gris la radiación del incidente (también llamada irradiación) se refleja, se absorbe o se transmite en parte.
El coeficiente de la emisividad miente en la gama 0 < ε < 1 dependiendo del tipo de material y de la temperatura de la superficie. La emisividad de algunos materiales comunes
La tarifa neta de la pérdida de la radiación Si un objeto caliente está irradiando energía a sus alrededores más frescos la tarifa neta de la pérdida de calor de la radiación se puede expresar como q = ε σ (Th4 - Tc4) Ac (3) donde Th = temperatura absoluta del cuerpo caliente (k) Tc = temperatura absoluta de los alrededores fríos (k) Ac = área del objeto (m2)
Ejemplo - radiación de la superficie del sol Si es la temperatura superficial del sol 5800 K y si asumimos que el sol se puede mirar como cuerpo negro la energía de la radiación por tiempo de la unidad puede ser expresada modificándose (1) como q/A = σ T4 = (5.6703 10-8 W/m2K4) (5800 K)4 = 6.42 107 W/m2
La constante de la radiación es el producto entre la constante de Stefan-Boltzmann - σ - y coeficiente de la emisividad - ε - del material. La constante de la radiación de algunos materiales comunes se puede encontrar en la tabla abajo.
σ = 5.6703 10-8 (W/m2K4) = 0.1714 10-8 (BTU (h pie2 oR4)) - Constante de Stefan-Boltzmann ε = coeficiente de la emisividad del objeto (ε = 1 para un cuerpo negro)
La temperatura (llamada a veces temperatura termodinámica) es una medida de la energía cinética media del las partículas de los sistemas. La temperatura es el grado de “hotness“(o” frialdad “), una medida de la intensidad del calor. Cuando dos objetos de diversas temperaturas están en contacto, el objeto más caliente llega a ser más frío mientras que el objeto más frío llega a ser más caliente. Significa que se traspasa caudales caloríficos del objeto más caliente el más frío. Grado centígrado (oC) y grado Fahrenheit (oF) Un termómetro puede ayudarnos a determinarnos cómo de frío o cómo de caliente es una sustancia. Las temperaturas en ciencia (y en la mayor parte del mundo) se miden y se divulgan los grados centígrados (oC). En los E.E.U.U., es común a la temperatura del informe los grados Fahrenheit (oF). En las escalas centígradas y de Fahrenheit la temperatura en la cual el hielo derrite (heladas del agua) y la temperatura en la cual el agua hierve, se utiliza como puntos de referencia.
En la escala centígrada hay 100 grados entre el punto de congelación y el punto que hervía del agua, comparó a 180 grados en la escala de Fahrenheit. Esto significa eso 1 oC = 1.8 oF. Así las fórmulas siguientes se pueden utilizar para convertir temperatura entre las dos escalas: tF = 1.8 tC + 32 = 9/5 tC + 32 (1) tC = 0.56 (tF - 32) = 5/9 (tF - 32) (2) donde tC = temperatura (oC) tF = temperatura (oF)
El grado centígrado y el grado Fahrenheit se comparan en la tabla abajo:
Ejemplo - Un paciente con SARS (síndrome respiratorio agudo severo) tiene una temperatura de 106 oF. ¿Qué esto leída en un termómetro centígrado? tC = 5/9 (106 - 32) = 41.1 oC Grado Kelvin - K Otra escala (común en ciencia) es Kelvin, o Escala de temperatura absoluta. En la escala de Kelvin la temperatura más fría posible, -273 oC, tiene un valor de 0 Kelvin (0 K) y se llama el cero absoluto. Las unidades en la escala de Kelvin se llaman grados Kelvin (K) y no se utiliza ningún símbolo del grado. Un Kelvin igual de tamaño a una unidad centígrada: 1 K = 1 oC Para calcular una temperatura de Kelvin, agregue 273 a la temperatura centígrada: tc = tC + 273.16 (3) Ejemplo - Cuál es la temperatura del cuerpo normal 37 oC ¿en la escala de Kelvin? tc = tC + 273.16 = 37 + 273.16 = 310.16 K Grado Rankine - R En el sistema inglés la temperatura absoluta está los grados Rankine (R), no en Fahrenheit: Tri = tF + 459.69 (4) Volver a la pagina principal |
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