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La energía térmica de un cuerpo se almacena en forma de oscilaciones de los átomos en este. Al tener los átomos cargas eléctricas el movimiento de estos funciona como una antena emitiendo energía en forma de ondas electromagnéticas. De esta forma los cuerpos emiten calor aun que no estén en contacto con un medio externo.

>Modelo

ID:(314, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

Si un cuerpo tiene temperatura (energía), sus átomos se mueven (desplazan, oscilan). Si con ello desplazan cargas, generan campos eléctricos, lo que corresponde a la emisión de radiación.

La radiación emitida está directamente relacionada con la temperatura absoluta a la cuarta potencia:

$\displaystyle\frac{ dQ }{ dt }= \epsilon \sigma S T ^4$

Condiciones

Variables

$\sigma$

Constante de Stefan Boltzmann

1.38e-23

$J/m^2K^4s$

$\epsilon$

Emisividad

$-$

$T$

Temperatura absoluta

$K$

$\delta Q$

Variación de calor

$J$

$dt$

Variación infinitesimal del tiempo

$s$

Relación

donde $S$ es la superficie que irradia, $\sigma$ es la constante de Stefan-Boltzmann ($4,87E- 8 kcal/h m^2K^4$ o $5,67E- 8 J/s m^2K^4$).

$\epsilon$ es el grado de emisividad y $T$ es la temperatura absoluta.

El grado de emisividad es un factor que depende del estado de la superficie, su rugosidad, y puede variar entre 0 y 1, siendo habitualmente un valor comprendido entre 0.6 y 0.9.

ID:(3198, 0)

Ecuación

>Top, >Modelo

No solo nosotros emitimos radiación, sino que también el entorno que nos rodea lo hace. Esto implica que también recibimos radiación, lo que significa que el medio exterior también contribuye a nuestro calentamiento. Ambos entornos emiten radiación de acuerdo con la ley de Stefan-Boltzmann:

Por lo tanto, el balance total se calcula como la diferencia entre lo que recibimos y lo que emitimos. Si el signo es negativo, estamos perdiendo calor; si es positivo, estamos ganando calor. Si la temperatura del entorno es $T_e$ y la del cuerpo es $T_c$, el balance será el siguiente:

Por lo tanto, si las temperaturas del cuerpo y del entorno son iguales, no existe una radiación neta, es decir, lo que emitimos se compensa con lo que captamos.

$\displaystyle\frac{ dQ }{ dt }= \epsilon \sigma S ( T_c ^4- T_e ^4)$

Condiciones

Variables

$\sigma$

Constante de Stefan Boltzmann

1.38e-23

$J/m^2K^4s$

$\epsilon$

Emisividad

$-$

$S$

Sección

$m^2$

$T_c$

Temperatura cuerpo

$K$

$T_e$

Temperatura exterior

$K$

$\delta Q$

Variación de calor

$J$

$dt$

Variación infinitesimal del tiempo

$s$

Relación

ID:(3199, 0)

Imagen

>Top

Los radiadores se calientan mediante agua que es calentada en una caldera central y circulada a través del sistema de calefacción. El agua calienta el metal de los radiadores, que a su vez calienta el aire circundante mediante convección, generando así calor en la habitación. También emiten radiación infrarroja, que puede capturarse fotográficamente, como se muestra en la siguiente imagen:

Transferencia de calor

ID:(11196, 0)

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Video

Video: Radiación Térmica