Transferencia de energía térmica por radiación
Transferencia de energía térmica
La energía térmica es energía en forma de vibración y movimiento de las moléculas en una sustancia. Cuanto más rápido vibran y se mueven esas moléculas, más energía térmica contienen.
Pero, por supuesto, todos sabemos qué es el calor. Lo sentimos todos los días. Cuando acercamos nuestras manos a un fuego abierto, sentimos el calor que irradia. Cuando nos acurrucamos con un ser querido, sentimos el calor que irradia. El movimiento térmico de sus partículas se esparce por su cuerpo. Pero hay diferentes formas de transferir ese calor: se puede transferir por conducción, convección o radiación.
La conducción es la transferencia de calor por contacto directo. La convección es la transferencia de calor a través del movimiento de fluidos (gases y líquidos). Pero hoy hablaremos con más detalle sobre el tercer tipo de transferencia de calor: la radiación.
Transferencia de calor por radiación
La radiación es la transferencia de energía a través de ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas incluyen cosas como luz, infrarrojos, ultravioleta, ondas de radio, microondas y rayos gamma.
Cuando se trata de transferencia de calor, el tipo de radiación más común que experimentamos en nuestra vida diaria es la radiación infrarroja. Todos los objetos calientes producen radiación infrarroja: su cuerpo la está produciendo en este momento y también lo hace una fogata. Si coloca la mano sobre una fogata, se siente aún más caliente debido a los efectos de la convección, que es el aumento de gases calientes. Pero la razón por la que se siente cálido frente a una fogata es por la radiación. La única forma en que un objeto no produciría radiación es si se enfriara hasta el cero absoluto: ¡eso es 273 grados Celsius negativos!
La radiación se produce cuando las vibraciones de las moléculas del objeto hacen que los electrones de su interior se agiten y se energicen. Si los electrones reciben suficiente energía, saltarán a órbitas más altas. Pero no por mucho tiempo, eventualmente volverán a caer y producirán radiación infrarroja. Esa radiación infrarroja viaja hacia ti y da su energía a las moléculas de tu cuerpo, calentándote.
Una cosa inusual acerca de la radiación es que no necesita un medio (o material) para viajar. ¡Incluso funciona en el espacio! Y eso es bueno. Si este no fuera el caso, el calor del sol no podría llegar hasta nosotros, ¡y entonces el calentamiento global sería la menor de nuestras preocupaciones! En pocas palabras, sin transferencia de calor por radiación, la tierra sería un páramo congelado y los humanos no podrían sobrevivir.
Resumen de la lección
Repasemos brevemente lo que hemos aprendido sobre la radiación y la transferencia de energía térmica a través de la radiación. La energía térmica es energía en forma de vibración y movimiento de las moléculas en una sustancia. Cuanto más rápido vibran y se mueven esas moléculas, más energía térmica contienen.
Hay tres formas en que se puede transferir la energía térmica: conducción, convección y radiación. Todos los objetos calientes (de hecho, todos los objetos por encima del cero absoluto) emiten constantemente energía térmica por radiación. La radiación es la transferencia de energía a través de ondas electromagnéticas. Las ondas electromagnéticas incluyen cosas como luz, infrarrojos, ultravioleta, ondas de radio, microondas y rayos gamma. El infrarrojo es el más importante para nuestra vida cotidiana y es lo principal que sentimos cuando nos movemos cerca de objetos calientes.
La radiación ni siquiera necesita un material para moverse, funciona en el vacío. Así es como nos llega el calor del sol, haciendo que nuestro planeta sea tan cálido y calentito.
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