¿Mediante qué vías se transmite el calor? La mano se calienta por conducción. El gato se calienta por radiación. El agua se calienta por convección.

Presentación del tema: "¿Mediante qué vías se transmite el calor? La mano se calienta por conducción. El gato se calienta por radiación. El agua se calienta por convección."— Transcripción de la presentación:

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2 ¿Mediante qué vías se transmite el calor?

3 La mano se calienta por conducción. El gato se calienta por radiación. El agua se calienta por convección.

4 infrarrojos

5 Si se ponen en contacto dos cuerpos que se encuentran a diferente temperatura, al cabo de cierto tiempo tienen la misma temperatura, en este caso han alcanzado el estado de equilibrio térmico. Parte de la energía del cuerpo más caliente pasa al más frío. Este proceso continúa hasta que las temperaturas de ambos cuerpos se igualen.

6 Tema: Radiación térmica

7 Emisión de radiaciones electromagnéticas provocada por la energía interna de los cuerpos. Radiación térmica ¿En qué consiste la radiación térmica?

8 ¿Qué ocurre, si al mismo tiempo, el cuerpo recibe por absorción la misma cantidad de energía que pierde por emisión? Todo cuerpo, emitiendo energía, absorbe a la vez una parte de la energía emitida por todos los cuerpos que le rodean.

9 Energía emitida Energía absorbida Si E absorbida = E emitida Temperatura constante equilibrio térmico

10 En el equilibrio térmico la temperatura del cuerpo es igual a la de su entorno. El equilibrio térmico es un estado de los cuerpos que no experimentan una influencia ajena.

11 Un cuerpo que absorbe a cualquier temperatura toda la energía radiante que incide sobre él, recibe el nombre de cuerpo negro.

12 Modelo de cuerpo negro Absorbe toda la energía de la luz de cualquier frecuencia que incide sobre él.

13 En realidad el cuerpo negro es una idealización pues no se ha podido encontrar cuerpo alguno que absorba el 100 % de las radiaciones que incida sobre él.

14 1 2 3 4 5 6 (10 -6 )m T= 1259 K Cantidad de energía por unidad de tiempo y unidad de longitud de onda máx R T - Energía total emitida por unidad de superficie y de tiempo ¿Qué podemos concluir del análisis de esta curva obtenida experimentalmente?

15 Cantidad de energía por unidad de tiempo y unidad de longitud de onda 1 2 3 4 5 6 (10 -6 )m T 1 = 2000 K T 2 = 3000 K T 3 = 4000 K 1 máx 2 máx 3 máx 3 máx < 2 máx < 1 máx ¿Qué podemos concluir del análisis de estas curvas obtenidas experimentalmente?

16 Ludwig Boltzmann (1844-1906) Formuló también una ley que recibió su nombre junto con el de su maestro Josef Stefan: ley de Stefan-Boltzmann. Esta ley describe matemáticamente la radiación del cuerpo negro. Hizo grandes aportes a la teoría cinética de los gases. Físico austriaco, que colaboró en la creación de las bases de la mecánica estadística.

17 La longitud de onda correspondiente a la máxima energía emitida se desplaza hacia las longitudes de onda más cortas, al elevarse la temperatura. La longitud de onda correspondiente a la máxima energía emitida se desplaza hacia las longitudes de onda más cortas, al elevarse la temperatura. A partir de estas curvas experimentales puede arribarse a las siguientes conclusiones: La energía radiante aumenta con el aumento de la temperatura.

18 RT=RT=RT=RT= RT=RT=RT=RT= T4T4T4T4 T4T4T4T4  Ley de Stefan-Boltzmann R T - Energía total emitida por unidad de superficie y de tiempo T- Temperatura absoluta T- Temperatura absoluta   - Constante de Stefan- Boltzmann Cuerpo negro  = 5,67 10 -8 W/(m 2 K 4 )

19 Wilhelm Wien (1864-1928) Físico alemán galardonado con el Premio Nobel de Física en 1911 por su descubrimiento de las leyes de la radiación del cuerpo negro. Sus aportes en el campo de la radiación sentaron las bases del desarrollo de la teoría cuántica.

20 Ley de desplazamiento de Wien máx - longitud de onda para el máximo de radiación integral máx - longitud de onda para el máximo de radiación integral T- Temperatura absoluta c 1  - Constante de valor 2,9 10 -3 m K c1c1c1c1 máx = máx = TT

21 Manifestaciones de la Ley de Wien en observaciones cotidianas: A temperatura ambiente, no se percibe la radiación térmica por el ojo humano, pues está comprendida en la región infrarroja del espectro. A una temperatura de 750 K el cuerpo emite luz roja oscura.

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24 Leyes de radiación del cuerpo negro RT=RT=RT=RT= RT=RT=RT=RT= T4T4T4T4 T4T4T4T4 máx = máx = TT c1c1c1c1

25 Tarea Investiga la aplicación de las leyes de la radiación del cuerpo negro en el pirómetro óptico. Investiga la aplicación de las leyes de la radiación del cuerpo negro en el pirómetro óptico.