{"id":39770,"date":"2019-09-16T08:37:55","date_gmt":"2019-09-16T07:37:55","guid":{"rendered":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/que-es-la-radiacion-de-cuerpo-negro-definicion\/"},"modified":"2020-01-06T13:34:56","modified_gmt":"2020-01-06T12:34:56","slug":"que-es-la-radiacion-de-cuerpo-negro-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.thermal-engineering.org\/es\/que-es-la-radiacion-de-cuerpo-negro-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la radiaci\u00f3n de cuerpo negro? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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La radiaci\u00f3n de cuerpo negro tambi\u00e9n se llama radiaci\u00f3n t\u00e9rmica, radiaci\u00f3n de cavidad, radiaci\u00f3n completa o radiaci\u00f3n de temperatura.\u00a0Tres leyes siguientes est\u00e1n asociadas con la radiaci\u00f3n del cuerpo negro.\u00a0Ingenieria termal<\/div>\n<\/div>\n
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Radiaci\u00f3n de cuerpo negro<\/h2>\n

Se sabe que la cantidad de energ\u00eda de radiaci\u00f3n emitida desde una superficie a una longitud de onda dada depende del\u00a0material<\/strong>\u00a0del cuerpo y del estado de su\u00a0superficie<\/strong>\u00a0, as\u00ed como de la\u00a0temperatura de<\/strong><\/a>\u00a0la superficie\u00a0.\u00a0Por lo tanto, varios materiales emiten diferentes cantidades de energ\u00eda radiante incluso cuando est\u00e1n a la misma temperatura.\u00a0Un\u00a0cuerpo<\/strong>\u00a0que emite la\u00a0cantidad m\u00e1xima<\/strong>\u00a0de calor para su temperatura absoluta se llama\u00a0cuerpo negro<\/strong>\u00a0.<\/p>\n

\"radiaci\u00f3n<\/a>Un\u00a0cuerpo negro<\/strong>\u00a0es un cuerpo f\u00edsico idealizado, que tiene propiedades espec\u00edficas.\u00a0Por definici\u00f3n, un cuerpo negro en equilibrio t\u00e9rmico tiene una\u00a0emisividad<\/strong>\u00a0de\u00a0\u03b5<\/em>\u00a0= 1.0<\/strong>\u00a0.\u00a0Los objetos reales no irradian tanto calor como un cuerpo negro perfecto.\u00a0Irradian menos calor que un cuerpo negro y, por lo tanto, se llaman cuerpos grises.<\/p>\n

La superficie de un cuerpo negro emite radiaci\u00f3n t\u00e9rmica a una velocidad de aproximadamente 448 vatios por metro cuadrado a temperatura ambiente (25 \u00b0 C, 298,15 K).\u00a0Los objetos reales con emisividades inferiores a 1.0 (p. Ej., Alambre de cobre) emiten radiaci\u00f3n a velocidades proporcionalmente m\u00e1s bajas (p. Ej., 448 x 0.03 = 13.4 W \/ m\u00a02<\/sup>\u00a0).\u00a0La emisividad<\/strong>\u00a0juega un papel importante en los problemas de transferencia de calor.\u00a0Por ejemplo, los colectores de calor solar incorporan superficies selectivas que tienen muy bajas emisividades.\u00a0Estos colectores desperdician muy poca energ\u00eda solar a trav\u00e9s de la emisi\u00f3n de radiaci\u00f3n t\u00e9rmica.<\/p>\n

Dado que la\u00a0absorci\u00f3n<\/strong>\u00a0y la\u00a0emisividad<\/strong>\u00a0est\u00e1n interconectadas por la\u00a0Ley de radiaci\u00f3n t\u00e9rmica de Kirchhoff<\/strong>\u00a0, un\u00a0cuerpo negro<\/strong>\u00a0tambi\u00e9n es un absorbente perfecto de radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica.<\/p>\n

Ley de Kirchhoff de radiaci\u00f3n t\u00e9rmica<\/strong><\/a>\u00a0:<\/em><\/p>\n

Para un cuerpo arbitrario que emite y absorbe radiaci\u00f3n t\u00e9rmica en equilibrio termodin\u00e1mico, la emisividad es igual a la capacidad de absorci\u00f3n.<\/em><\/p>\n

emisividad \u03b5<\/a>\u00a0=\u00a0absorbencia \u03b1<\/a><\/strong><\/p>\n

Un\u00a0cuerpo negro<\/strong>\u00a0absorbe toda la radiaci\u00f3n electromagn\u00e9tica incidente, independientemente de la frecuencia o el \u00e1ngulo de incidencia.\u00a0Por lo tanto,\u00a0su\u00a0capacidad de absorci\u00f3n<\/strong>\u00a0es igual a la unidad, que tambi\u00e9n es el valor m\u00e1s alto posible.\u00a0Es decir, un\u00a0cuerpo negro<\/strong>\u00a0es un\u00a0absorbente perfecto<\/strong>\u00a0(y un\u00a0emisor perfecto<\/strong>\u00a0).<\/p>\n

Tenga en cuenta que la radiaci\u00f3n visible ocupa una banda muy estrecha del espectro de 0.4 a 0.76 nm, no podemos hacer ning\u00fan juicio sobre la negrura de una superficie sobre la base de observaciones visuales.\u00a0Por ejemplo, considere el papel blanco que refleja la luz visible y, por lo tanto, parece blanco.\u00a0Por otro lado, es esencialmente negro para la radiaci\u00f3n infrarroja (\u00a0absorci\u00f3n \u03b1 = 0.94<\/strong>\u00a0) ya que absorben fuertemente la radiaci\u00f3n de longitud de onda larga.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Poder emisivo de cuerpo negro<\/h2>\n
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El\u00a0<\/span>poder emisor del cuerpo negro<\/span><\/strong>\u00a0,\u00a0<\/span>E\u00a0<\/span>b<\/span><\/sub>\u00a0[W \/ m\u00a0<\/span>2<\/span><\/sup>\u00a0]<\/span><\/strong>\u00a0, de un cuerpo negro a su entorno es proporcional al\u00a0<\/span>cuarto poder<\/span><\/strong>\u00a0de la temperatura absoluta y puede expresarse mediante la siguiente ecuaci\u00f3n:<\/span><\/p>\n

E\u00a0<\/span>b<\/span><\/sub>\u00a0= \u03c3T\u00a0<\/span>4<\/span><\/sup><\/em><\/strong><\/p>\n

donde\u00a0<\/span>\u03c3<\/span><\/strong>\u00a0es una constante f\u00edsica fundamental llamada constante de\u00a0<\/span>Stefan-Boltzmann<\/span><\/strong>\u00a0, que es igual a\u00a0<\/span>5.6697 \u00d7 10\u00a0<\/span><\/strong>-8<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0W \/ m\u00a0<\/span><\/strong>2<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0K\u00a0<\/span><\/strong>4<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0y T es la temperatura absoluta de la superficie en K.<\/span><\/p>\n

El t\u00e9rmino\u00a0<\/span>cuerpo negro<\/span><\/strong>\u00a0fue introducido por un f\u00edsico alem\u00e1n Gustav Kirchhoff en 1860. La\u00a0<\/span>radiaci\u00f3n de\u00a0<\/span><\/strong>cuerpo negro<\/strong>\u00a0tambi\u00e9n se llama\u00a0<\/span>radiaci\u00f3n t\u00e9rmica<\/span><\/strong>\u00a0, radiaci\u00f3n de cavidad, radiaci\u00f3n completa o radiaci\u00f3n de temperatura.\u00a0Tres leyes siguientes est\u00e1n asociadas con la radiaci\u00f3n de cuerpo negro:<\/span><\/p>\n