¿Cómo se transfiere el calor por radiación? 5 hechos que debe saber

Hay diferentes formas de transferencia de calor como la conducción, convección y radiación. En este artículo veremos en detalle cómo se transfiere el calor por radiación.

A diferencia de la conducción y la convección, la radiación es un modo de transferencia de calor que no necesita ningún contacto físico entre la fuente de calor y el elemento calentado, como es el caso de ambos. La radiación térmica, a menudo conocida como radiación infrarroja, tiene la capacidad de transmitir calor a través del espacio vacío. Este es un tipo de radiación electromagnética que se utiliza en electrónica. Cuando se produce radiación, no se transfiere masa y no se requiere ningún medio para facilitar el proceso. Hay muchos ejemplos de transferencia de calor por radiación en nuestro día a día como la luz del sol, la fogata, el carbón, etc.

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Explicación:

La radiación térmica se produce por la colisión interna de partículas en una materia cuando su temperatura se eleva más allá del cero absoluto grado Celsius. La radiación térmica siempre es emitida por toda la materia con una temperatura superior al cero absoluto grado Celsius. De la misma manera que lo hacen todas las demás radiaciones electromagnéticas, la radiación térmica puede viajar a través del espacio sin necesidad de un medio, y es por eso que la energía del Sol puede llegar a la Tierra.

La radiación creada por colisiones interatómicas entre partículas cargadas, que transfieren energía desde el cuerpo emisor en forma de radiación electromagnética, se conoce como radiación térmica o radiación infrarroja. Estos rayos de energía pueden ser absorbidos por otros objetos distantes, lo que resulta en un aumento de la energía interna de las partículas de ese artículo. Esto hace que las partículas de ese artículo viajen más rápido y colisionen con más frecuencia, liberando energía en forma de calor y provocando un aumento de la temperatura del objeto en cuestión.

La radiación térmica, a diferencia de otros tipos de transmisión de calor como conducción o convección, puede enfocarse en un punto focal empleando espejos reflectantes, que es lo que se hace en la generación de energía solar para generar electricidad.

La constante de Stefan-Boltzmann podría usarse para calcular la velocidad a la que la energía térmica se transfiere por radiación.

Dónde, ???? = flujo de calor 

????= emisividad 

???? = Constante de Stefan-Boltzman 

T = temperatura absoluta

La transferencia de calor en dos cuerpos se puede calcular de la siguiente manera:

La explicación científica de la transferencia de calor por radiación establece que todas las cosas por encima del cero absoluto generan radiación electromagnética debido a las oscilaciones de partículas cargadas. Por lo tanto, todo en nuestro cosmos emite radiación.

FAQ's

P. ¿Qué quiere decir con calor?

Respuesta: En palabras simples, el calor es solo una sensación de calidez.

Las moléculas y los átomos son los componentes básicos de todo material. Estos átomos se mueven constantemente en una variedad de direcciones (traslación, rotacional, vibratoria). El movimiento de átomos y moléculas da como resultado la generación de calor o energía térmica. La energía térmica se puede encontrar en todas las cosas. Cuanto mayor sea la cantidad de movimiento que tengan los átomos o moléculas, mayor será la cantidad de calor o energía térmica que tendrán.

P. ¿Qué quiere decir con temperatura?

Respuesta: Una cantidad que representa las sensaciones de calor y frescor.

El valor promedio de energía para todos los átomos y moléculas en un sistema específico está representado por la temperatura. La temperatura de un sistema es independiente de la cantidad de sustancia presente en el sistema. No es más que un medio de energía de un sistema en su conjunto.

P. ¿Cómo se transfiere el calor?

Respuesta: El calor puede ser transferido de un lugar a otro por tres mecanismos diferentes: conducción, convección y radiación. 

Tanto la conducción como la convección necesitan que la transferencia de calor se realice mediante el uso de materiales. La transmisión de energía térmica de un sistema a otro es inevitable si efectivamente existe una diferencia de temperatura entre los dos.

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• Conducción: El movimiento de energía térmica entre materiales que están en contacto directo entre sí se denomina conducción. Mejor es el conductividad del material, más rápido se transportará el calor. El metal tiene excelentes propiedades de conducción del calor. Cuando se proporciona calor a un material, las partículas ganan más energía y vibran más, lo que se conoce como conducción. Estas moléculas luego chocan con las partículas vecinas, transfiriéndoles parte de su energía en el proceso. Este proceso luego continúa, transfiriendo energía desde el extremo calentado del material al extremo más frío del material.

• Convección:  La convección es el proceso mediante el cual la energía térmica se transporta de ambientes calientes a fríos. Cuando porciones más cálidas de un líquido o gas suben a la superficie de un área más fría del líquido o gas, se produce la convección. Después de eso, un líquido o gas más frío ocupa el lugar de las regiones más cálidas que han subido más alto en la atmósfera. Como resultado, se crea un patrón de circulación continuo. Las corrientes de convección creadas al hervir agua en una olla son un excelente ejemplo. La convección también se puede ver en la atmósfera, que es otro ejemplo notable. Cuando la superficie de la tierra se calienta con el sol, el aire cálido se eleva y el aire frío entra, creando un efecto invernadero.

• Radiación: A diferencia de la conducción y la convección, la radiación es una forma de transferencia de calor que no necesita ninguna interacción corporal entre la fuente de calor y el elemento calentado, como es el caso de ambos. La radiación térmica, a menudo conocida como radiación infrarroja, tiene la capacidad de transmitir calor a través del espacio vacío. Este es un tipo de radiación electromagnética que se utiliza en electrónica. Cuando se produce radiación, no se transfiere masa y no se necesita ningún medio para facilitar el proceso. La radiación se puede representar por el calor emitido por el sol o el calor emitido por el filamento de una bombilla, por ejemplo. 

P. ¿Cuál de los procesos se considera un proceso rápido en la transferencia de calor?

Respuesta: La transferencia de calor por radiación es un proceso rápido y rápido en comparación con los otros dos tipos de transferencia de calor, a saber, conducción y convección.

Todos sabemos que la radiación es la ruta más eficiente de transmisión de calor, ya que la radiación viaja a la velocidad de la luz, que es extremadamente rápida. La conducción es la forma más lenta de transporte de calor, ya que se produce de partícula a partícula y, por tanto, es la más ineficaz.

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