Radiación

Introducción

¿Te has parado a pensar en cómo el Sol calienta la Tierra? ¿Cómo se propaga el calor del Sol hasta la Tierra?

¿Conducción? Imposible no, porque hay un inmenso vacío entre el Sol y la Tierra.

¿Convección entonces? ¡Más improbable aún! ¿Quién haría ese transporte de materia y energía por el vacío del espacio sideral?

¡Radiación entonces! ¡Correctísimo jaja! Vimos que la radiación térmica es el nombre dado a la transferencia de calor por medio de ondas electromagnéticas. Por lo tanto, no necesita materia entre la fuente de calor y el receptor para que la transferencia se produzca.

Cálculo de la Radiación 

Podemos medir cuánta radiación térmica emite un cuerpo. La potencia referente a esa emisión de energía \(P_{r a d}\) es dada por:

\(P_{r a d}=e . \sigma . A . T^{4}\)

Donde:

\(e\) es la emisividad, una medida de la capacidad del cuerpo para emitir radiación térmica, siendo como máximo igual a \(1\);

\(\sigma\) es la constante de Stefan-Boltzmann y tiene como valor \(5,67 \cdot 10^{-8} W m^{-2} K^{-4}\);

\(A\) es el área donde se emite la radiación

\(T\) es la temperatura en \(\text { kelvin }\) del cuerpo.

Nota: cuando se hable de recibir energía en vez de emitir, usaremos la misma fórmula. La única diferencia es que \(T\) será la temperatura del cuerpo que recibe la energía y no del que la emite.

Cuerpos Negros

Cuando tenemos que la emisividad igual a \(1\), estamos hablando de los llamados cuerpos negros. Los cuerpos negros son cuerpos que absorben toda la energía que reciben. Como todo buen absorbente es también un buen emisor, el cuerpo negro, además de ser un absorbedor ideal, es un emisor ideal. De hecho, no existen en la naturaleza, pero son muy utilizados por los físicos para formular teorías.

Intensidad de la Radiación 

Un problema podría requerir que calculemos la intensidad de la radiación emitida. En ese caso, tenemos que recordar que la intensidad, \(I\) es la potencia dividida por el área. De esta manera:

\(I=\frac{P_{r a d}}{A}=e . \sigma . T^{4}\)

Para calcular la intensidad de energía que recibe el ambiente al ser irradiado por otro cuerpo, tenemos:

\(I=e . \sigma . T_{a m b}^{4}\)

\(T_{a m b}\) es la temperatura del ambiente.