Presentacionde radiacion

1. MECANISMO DE
TRANSFERENCIA DE CALOR
POR RADIACIÓN
Instituto Politecnico Nacional ​
Unidad Profecional Interdiciplinaria de
Biotecnologia
Becerra Ortiz Moisés Ricardo
Procesos de Transferencia de Calor
Grupo: 5BM1​
Fecha de entrega: 04/01/2023

2. ¿Qué es la radiación?
Consiste en un transporte de energía calorífica que puede tener lugar tanto en presencia de materia como en
ausencia de ésta (en el vacío). No exige, en consecuencia, la presencia de materia. Este proceso tiene carácter
de onda electromagnética térmica; es decir, cualitativamente es una onda electromagnética (que en el vacío
se propaga a la velocidad de la luz), y de manera concreta de un determinado rango de frecuencias. La emisión
tiene lugar en todas direcciones y al incidir en un cuerpo éste puede actuar reflejándola, absorbiéndola (con
aumento de la energía interna, incremento de la temperatura) o transmi­
tiéndola.
La radiación propagada en forma de ondas electromagnéticas (Rayos X, Rayos UV, etc...) se llama radiación
electromagnética, mientras que la radiación corpuscular es la radiación transmitida en forma de partículas
subatómicas (partículas α, neutrones, etc...).

3. Las personas están expuestas a diario tanto a la radiación de origen natural o humano Gran parte de esta
radiación no supone ningún riesgo, pero en ocasiones puede afectar nuestra salud. La radiación natural proviene
de muchas fuentes, como los más de 60 materiales radiactivos naturales presentes en el suelo, el agua y el aire.
Diariamente se inhala y se ingiere radionúclidos presentes en el aire, los alimentos y el agua.
Asimismo, estamos expuestos a la radiación natural de los rayos cósmicos, especialmente a gran altura. Los
niveles de la radiación de fondo varían geográficamente debido a diferencias geológicas. En determinadas zonas
la exposición puede ser más de 200 veces mayor que la media mundial.
La exposición humana a la radiación proviene también de fuentes artificiales que van desde la generación de
energía nuclear hasta el uso médico de la radiación para fines diagnósticos o terapéuticos. Hoy día, las fuentes
artificiales más comunes de radiación son los dispositivos médicos, como los aparatos de rayos X.

4. Radiación no ionizante
La radiación no ionizante es un tipo de
radiación de menor intensidad, cuya energía
no es suficiente para arrancar electrones de
los átomos o moléculas que componen la
materia o los seres vivos. No obstante, su
energía puede hacer vibrar esas moléculas y
dicha vibración puede generar calor. La
radiación no ionizante no presenta riesgos
para la salud de la mayoría de la población; las
ondas de radio y la luz visible son tipos de
radiación no ionizante.
Radiación ionizante
La radiación ionizante es un tipo de radiación
con una energía capaz de arrancar electrones
de los átomos o moléculas. Por ende, cuando
este tipo de radiación interactúa con la materia
o los seres vivos se producen cambios a nivel
atómico. Dichos cambios suelen implicar la
producción de “iones” (átomos o moléculas con
carga eléctrica); de ahí el término de radiación
“ionizante”.
A dosis elevadas, la radiación ionizante puede
dañar las células .
Tipos de radiación

5. La radiación electromagnética se genera por la vibración de electrones u otras partículas con carga eléctrica. La
energía producida por esta vibración viaja en forma de ondas electromagnéticas. Dichas ondas se caracterizan por su
longitud de onda (λ), la distancia entre los picos consecutivos, y se mide en unidades de longitud y por su intensidad o
amplitud, es decir, la altura de cada uno de estos picos; la longitud de onda tiene una relación inversa a la frecuencia.
El conjunto de ondas electromagnéticas (el espectro electromagnético) se clasifica de mayor a menor longitud de
onda en: ondas de radio, microondas, luz infrarroja, luz visible, luz ultravioleta, rayos X y rayos gamma. Cuanto menor es
la longitud de onda y, por tanto, mayor la frecuencia, las ondas transportan más y más energía. Las ondas más
energéticas son los rayos gamma.
Ondas electromagnéticas

6. Ondas de radio: Son aquellas que se producen de un extremo a otro, siendo perceptibles solo por aparatos eléctricos
especializados en ello, en especial las antenas.
Microondas: Estas son aquellas que se producen en una magnitud de frecuencia preestablecida por la ciencia para su generación,
tales como 1 y 300 GHZ. Donde dichas ondas suelen tener un efecto potente sobre las moléculas del agua, imprimiéndoles calor.
Rayos Infrarrojos: Estos disponen de una densidad mayor a la de los rayos de luz, aunado a ello, los mismos disponen de cierto
calor, de aquí que su manejo solo puede ser realizado a través de equipos especializados y con ciertas normativas de seguridad.
Luz visible: Siendo más apreciables en el fenómeno natural del arco iris, el cual se evidencia por la combinación del agua en el
ambiente y los rayos de luz, es una visión adversa de nuestra percepción ocular. Ya que esta misma se haya en todos los espectros
oculares siendo perceptibles ante la visión humana.
Rayos ultravioleta: Son de alta peligrosidad pues resultan de la misma alteración anatómica de la energía, de aquí que su utilización
en la actualidad haya sido reducida para la maniobra de esterilizaciones, suturas e incluso disecciones, todo por medio de aparatos
altamente especializados y de gran tecnología.
Clasificacion de ondas electromagnéticas

7. Radiacion Termica
La radiación térmica es radiación electromagnética
en la región infrarroja del espectro electromagnético,
aunque parte de ella se encuentra en la región visible.
El término radiación térmica se usa con frecuencia
para distinguir esta forma de radiación
electromagnética de otras formas; esta se genera por
el movimiento térmico de partículas cargadas en la
materia y, por lo tanto, cualquier material que tenga
una temperatura superior al cero absoluto emite algo
de energía radiante . La radiación térmica no requiere
ningún medio para la transferencia de energía. De
hecho, la transferencia de energía por radiación es
más rápida (a la velocidad de la luz) y no sufre
atenuación en el vacío.

8. Ley de Stefan-Boltzman
La ley de Stefan-Boltzmann establece que toda materia que no se encuentra a una temperatura infinita emite dos
radiaciones térmicas. Estas radiaciones se originan a partir de la energía térmica de la materia limitada por la superficie
más baja por la que fluyen, la velocidad a la que libera energía por unidad de área (W/m2) se denomina la potencia
emisiva superficial E. Hay un límite superior para la potencia emisiva, que es establecida por esta ley:
𝑞 = 𝜀𝜎𝑇 4
La ley de Stefan-Boltzmann da la intensidad radiante de un solo objeto . Pero usando la ley de StefanBoltzmann ,
también podemos determinar la transferencia de calor por radiación entre dos objetos. Dos cuerpos que se irradian entre
sí tienen un flujo de calor neto entre ellos. El flujo neto de calor entre ellos viene dado por:
𝑄 = 𝜀𝜎𝐴 𝑇 4 − 𝑇𝑐 4
Siendo:
𝑄 = transferencia de calor por radiación
𝜀 = 𝑒𝑚𝑖𝑠𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 = 1 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑒𝑙 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑑𝑜𝑟 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙
𝐴= 𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑎𝑛𝑡𝑒
𝜎 = Constante de Stefan − Boltzmann
T = Temperatura del radiador
𝑇𝑐 = 𝑇𝑒𝑚𝑝𝑒𝑟𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑐𝑖𝑟𝑐𝑢𝑛𝑑𝑎𝑛𝑡e

9. Cuerpo negro
Un cuerpo negro es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante
que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A
pesar de su nombre, el cuerpo negro emite luz y constituye un modelo ideal físico para el estudio
de la emisión de radiación electromagnética. El nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav
Kirchhoff en 1862. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.
Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, siendo esta radiación, que se
emite incluso en el vacío, tanto más intensa cuando más elevada es la temperatura del emisor. La
energía radiante emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a
longitudes de onda superiores a las de la luz visible. Al elevar la temperatura no sólo aumenta la
energía emitida sino que lo hace a longitudes de onda más cortas; a esto se debe el cambio de
color de un cuerpo cuando se calienta. Si el cuerpo negro tiene una temperatura constante, es
decir, está en equilibrio térmico, debe emitir la misma cantidad de radiación que le llegue. De lo
contrario, su temperatura cambiaría. Los cuerpos no emiten con igual intensidad a todas las
frecuencias o longitudes de onda, sino que siguen la ley de Planck.
A igualdad de temperatura, la energía emitida depende también de la naturaleza de la superficie;
así, una superficie mate o negra tiene un poder emisor mayor que una superficie brillante.

10. Los objetos reales nunca se comportan como cuerpos negros ideales. En su lugar, la radiación emitida a
una frecuencia dada es una fracción de la emisión ideal. La emisividad de un material especifica cuál es
la fracción de radiación de cuerpo negro que es capaz de emitir el cuerpo real.
La emisividad puede ser distinta en cada longitud de onda, y depende de factores tales como la
temperatura, condiciones de las superficies y ángulo de emisión. En algunos casos resulta conveniente
suponer que existe un valor de emisividad constante para todas las longitudes de onda, siempre menor
que 1. Esta aproximación se denomina aproximación de cuerpo gris. La Ley de Kirchhoff indica que la
emisividad es igual a la absortividad, de manera que un día este objeto que no es capaz de absorber
toda la radiación incidente también emite menos energía que un cuerpo negro ideal
Cuerpo opaco

11. Propiedades de la radiación
Transmisividad
La transmisividad es la proporción de la radiación que incide sobre un cuerpo y que acaba transmitiéndose a
través de él sin ser absorbida ni reflejada. Los cuerpos opacos tienen una transmisividad τ efectivamente nula.
Absorbitividad
Los cuerpos reciben potencia calorífica que llega en forma de radiación electromagnética, pero en general no
absorben toda la potencia perfectamente, sino solamente una parte. La proporción de la radiación total que un
cuerpo absorbe es la absorbitividad, que suele indicarse con la letra griega α.
Reflectividad
Los cuerpos perfectamente negros absorben toda la radiación que les llega, pero son un caso especial.
Generalmente, un cuerpo refleja parte de la radiación que incide sobre él. La proporción de la radiación que el
cuerpo refleja es la reflectividad, que a menudo aparece indicada con la letra griega con la letra griega ρ.
Emisividad
Es una medida de la radiación que emite un cuerpo en comparación con lo que emitiría un cuerpo negro. Es una
constante adimensional que depende del tipo de cuerpo y que tiene el valor 1 en el caso de los cuerpos negros.

12. Transferencia de calor por radiacion (5): emisividad, absorbitividad y reflectividad - SGCG. (2014, 29 agosto).
https://sgcg.es/articulos/2014/08/29/transferencia-de-calor-por-radiacion-5-emisividad-absorbitividad-y-
reflectividad/
¿Qué es la radiación? (s. f.). OIEA. https://www.iaea.org/es/newscenter/news/que-es-la-radiacion
Radiación. (s. f.). https://www.quimica.es/enciclopedia/Radiaci%C3%B3n.html
Glosario: Onda electromagnética - Comisión Europea. (s. f.).
https://ec.europa.eu/health/scientific_committees/opinions_layman/artificial-light/es/glosario/mno/onda-
electromagnetica.html
La luz: ondas electromagnéticas, espectro electromagnético y fotones (artículo). (s. f.). Khan Academy.
https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry/electronic-structure-of-atoms-ap/bohr-model-hydrogen-
ap/a/light-and-the-electromagnetic-spectrum
Reis, R. (2021, 23 marzo). La paradoja de Olbers y las ondas electromagnéticas. OpenMind.
https://www.bbvaopenmind.com/ciencia/fisica/la-paradoja-de-olbers-y-las-ondas-electromagneticas/
Wiki Targeted (Entertainment). (s. f.). Astropedia. https://astronomia.fandom.com/wiki/Ley_de_Stefan-Boltzmann
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS