irradiação termica

1. Irradiação térmica, radiação térmica ou radiação de corpo negro é a radiação
eletromagnética emitida por um corpo em qualquer temperatura, constituindo uma
forma de transmissão de calor, ou seja, por meio deste tipo de radiação ocorre
transferência de energia térmica na forma de ondas eletromagnéticas.
Exemplos de radiação térmica incluem a luz visível e a luz infravermelha emitidas por
uma lâmpada incandescente, a radiação infravermelha emitida por animais e detectada
por câmeras de infravermelho, e microondas cósmicas.
Mecanismo de geração e características da Radiação Térmica
A radiação térmica é gerada pelo movimento de partículas carregadas na matéria. Toda
substância com temperatura maior do que 0 K (zero Kelvin; Zero absoluto) emite
radiação térmica.1 Átomos e moléculas que compõem a matéria possuem energia
cinética que varia, e essas mudanças de energia acabam resultando em aceleração das
partículas e oscilações das cargas que compõem os átomos. Essa movimentação das
cargas na matéria gera a radiação eletromagnética, ou seja, a energia cinética de átomos
e moléculas converte-se em energia térmica e resulta na radiação eletromagnética
térmica.
As características da radiação térmica dependem de várias propriedades da superfície
irradiante, incluindo temperatura, capacidade de absorção espectral e poder de
emissividade espectral, como concluiu Kirchhoff em seus estudos.1 A radiação não é
monocromática, ou seja, não consiste em uma única frequência de comprimento de
onda, mas sim na dispersão contínua de energia das partículas. Absorção, refletividade e
emissividade dependem do comprimento de onda da radiação, e a temperatura
determina a distribuição dos comprimentos de onda emitidos.
Propriedades
Há quatro propriedades gerais que caracterizam a irradiação térmica2 :
a radiação térmica emitida por um corpo negro em qualquer temperatura possui
vários comprimentos de onda e frequências. A distribuição da frequência é dada
pela Lei de Planck para um emissor ideal.
o intervalo dominante de frequências aumenta proporcionalmente com a
temperatura, conforme a Lei de Wien.
a quantidade total de radiação, em todas frequências, aumenta de acordo com a
temperatura elevada à sua quarta potência, conforme a Lei de Stefan-Boltzmann.
a taxa de radiação eletromagnética emitida em determinada frequência é
proporcional ao total absorvido pelo corpo à mesma frequência. Assim, uma
superfície que absorve mais a luz vermelha irradia termicamente mais a luz
vermelha. Este princípio é aplicado a todas as demais propriedades de onda,

2. inclusive comprimento de onda (cor), direção, polarização e coerência. Portanto,
é possível ter irradiação térmica direcional, polarizada e coerente, embora isso,
na natureza, seja muito raro longe de sua fonte.
Cor observada pelo olho humano emitida por um corpo negro
O metal aquecido a temperatura próxima à de fusão emite radiação no infravermelho e
no visível próximo ao infravermelho. O primeiro é invisível ao olho humano, mas o
segundo pode ser percebido pelo brilho avermelhado.
°C (K)
Cor3
480 °C (753,15 K)
brilho avermelhado fraco
580 °C (853,15 K)
vermelho escuro
730 °C (1003,15 K)
vermelho brilhante, levemente alaranjado
930 °C (1203,15 K)
laranja brilhante
1100 °C (1373,15 K)
laranja amarelado pálido
1300 °C (1573,15 K)
amarelo claro
> 1400 °C (1673,15
K)
branco (amarelado se visto a distâncias superiores à da
atmosfera)
Calor: Radiação Térmica entre dois corpos
Como qualquer corpo com temperatura diferente de 0 K emite radiação térmica, um
segundo corpo pode absorver essas ondas na forma de energia eletromagnética que se
propagam pelo espaço, tendendo a entrar em equilíbrio termodinâmico com o primeiro.
Esse evento é chamado de transferência de energia térmica, isto é, calor. A emissão de
radiação não cessa após o equilíbrio térmico, pois todo corpo que tenha agitação
térmica, ou seja, temperatura, mesmo que próxima a 0 K, irradia sua energia.
Como as ondas eletromagnéticas também podem se propagar no vácuo, a transferência
de calor de um corpo a outro ocorre mesmo se não existir meio material entre os dois,
como é o caso da energia emitida pelo Sol e que chega à Terra. O mesmo não ocorre
com condução térmica nem com convecção.
Classificação da matéria quanto à propagação de calor

3. Nem todos meios materiais permitem a propagação das ondas de calor através deles.
Assim, pode-se classificá-los em:
Diatérmicos: meios que permitem a propagação das ondas de calor através
deles (são transparentes às ondas de calor). Exemplo: ar.
Atérmicos: meios que não permitem a propagação das ondas de calor através
deles (são opacos às ondas de calor). Exemplo: parede de tijolos.
Corpo Negro e Radiação Térmica
Corpo negro é aquele que absorve toda a radiação eletromagnética que nele incide, ou
seja, nenhuma onda o atravessa (somente em casos específicos) nem é refletida. Tal
corpo, a princípio, não pode ser visto, advindo desse o nome corpo negro. Apesar
disso, corpos negros emitem radiação, o que permite determinar sua temperatura. Em
equilíbrio termodinâmico (em temperatura constante), um corpo negro ideal irradia
energia na mesma taxa que a absorve , sendo essa uma das propriedades que o tornam
uma fonte ideal de radiação térmica (chamada de radiação de corpo negro) . Corpos
negros não existem na natureza, visto que nenhum objeto tem absorção e emissão
perfeitas. A emissividade de um corpo é definida pela relação entre sua radiância e a do
corpo negro.
Referências
1. S. Blundell, K. Blundell. Concepts in Modern Physics. [S.l.: s.n.], 2006.
2. Radiação Térmica e Teoria de PlanckInstituto de Física - UFRGS
(http://www.if.ufrgs.br/~betz/iq_XX_A/radTerm/aRadTermFrame.htm)
Acessado em 03/12/2013 as 21:40
3. The Physics of Coloured Fireworks
(http://web.archive.org/web/20110721181740/http:/cc.oulu.fi/~kempmp/colours.
html) Acessadoem 03/12/2013 as 21:45