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Conceptos de mecanismos radiacion
- 1. INSTITUTO TECNOLÓGICO DEMEXICALI CARRERA: Ingeniería Química MATERIA: Mecanismos de Transferencia TEMA: Conceptos ALUMNA: Rios Marín Diana Alejandra NOMBRE DEL MAESTRO: Norman Edilberto Rivera Pazos Mexicali, B.C. a 15 de Mayo de 2015.
- 2. Radiación de cuerponegro Consideremos una cavidad cuyas paredes están a una cierta temperatura. Los átomos que componen las paredes están emitiendo radiación electromagnética y al mismo tiempo absorben la radiación emitida por otros átomos de las paredes. Cuando la radiación encerrada dentro de la cavidad alcanza el equilibrio con los átomos de las paredes, la cantidad de energía que emiten los átomos en la unidad de tiempo es igual a la que absorben. En consecuencia, la densidad de energía del campo electromagnético existente en la cavidad es constante. A cada frecuencia corresponde una densidad de energía que depende solamente de la temperatura de las paredes y es independiente del material del que están hechas. Si se abre un pequeño agujero en el recipiente, parte de la radiación se escapa y se puede analizar. El agujero se ve muy brillante cuando el cuerpo está a alta temperatura, y se ve completamente negro a bajas temperaturas. Dicho en otras palabras si practicamos un pequeño orificio en un cuerpo esférico por ejemplo, la radiación que él penetre se absorberá en parte y, en parte, se reflejará. La fracción reflejada incidirá sobre otra zona de la superficie interna y también se absorberá y reflejará en parte, y así sucesivamente. Por consiguiente, nada o prácticamente nada, de la radiación incidente se escapará por el orificio por el que penetró, por lo que el plano del orifico se comporta como un cuerpo negro perfecto con respecto a la radiación que incide sobre él. Emite una cantidad de energía radiante de su superficie Qr, dada por la ecuación:
- 3. Cuerpo negro La superficiede un cuerpo negro es un caso límite, en el que toda la energía incidente desde el exterior es absorbida, y toda la energía incidente desde el interior es emitida. No existe en la naturaleza un cuerpo negro, incluso el negro de humo refleja el 1% de la energía incidente. Sin embargo, un cuerpo negro se puede sustituir con gran aproximación por una cavidad con una pequeña abertura. La energía radiante incidente a través de la abertura, es absorbida por las paredes en múltiples reflexiones y solamente una mínima proporción escapa (se refleja) a través de la abertura. Podemos por tanto decir, que toda la energía incidente es absorbida.
- 4. Cuerpo gris Es untipo de superficie no negra en el que el poder de emisión es independiente de la longitud de onda de la radiación. Se puede asumir que la transferencia de calor debida a la emisión de ondas electromagnéticas y la medida de la cantidad de luz absorbida por una solución, no dependen de la longitud de onda, siendo, por lo tanto, ambos constantes. De esta forma, definimos un cuerpo gris como aquel cuya transferencia de calor por ondas electromagnéticas es constante ante la longitud de onda. La emisividad puede ser distinta en cada longitud de onda y depende de factores como la temperatura, condiciones de las superficies (pulidas, oxidadas, limpias, sucias, nuevas, etc.) 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 (que es la emisividad de un cuerpo negro). Esta aproximación se denomina aproximación de cuerpo gris. ¿Qué es el Espectro Electromagnético? Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden contemplar mediante espectroscopios que, además de permitir observar el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación. La longitud de una onda es el período espacial de la misma, es decir, la distancia que hay de pulso a pulso. Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz visible y los rayos
- 5. infrarrojos, hasta lasondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo. Para su estudio, el espectro electromagnético se divide en segmentos o bandas, aunque esta división es inexacta. Ventana de radiación térmica La radiación térmica es la radiación electromagnética generada por el movimiento térmico de las partículas cargadas en la materia. Toda la materia con una temperatura mayor que el cero absoluto emite radiación térmica. Los ejemplos que se pueden citar son la luz visible y la luz infrarroja emitida por una bombilla incandescente, la radiación infrarroja emitida por los animales y detectable con una cámara de infrarrojos, y el fondo difuso cosmológico. Emitancia La emitancia radiante es el flujo radiante emitido (directamente o por reflexión o transmisión) en todas direcciones desde una fuente de radiación por unidad de área. Se mide en vatios por metro cuadrado (W/m2). Absortancia Es la fracción de la radiación incidente sobre un cuerpo que es absorbida por el mismo. Reflectancia Es la fracción de la radiación total incidente sobre un cuerpo que es reflejada por el mismo. Transmitancia Es la fracción de la radiación total incidente sobre un cuerpo que es transmitida por el mismo.
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