Emisividad
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La emisividad es la proporción de radiación térmica emitida por una superficie u objeto a una temperatura determinada.
Tabla de contenidos |
[editar] Coeficiente de emisividad
Coeficientes de emitividad para diferentes objetos reales | ||
Metales | T [°C] | ε |
---|---|---|
Aluminio | 170 | 0.05 |
Acero | -70...700 | 0.06...0.25 |
Cobre | 300..700 | 0.015...0.025 |
Cobre oxidado | 130 | 0.73 |
No metales | T [°C] | ε |
Madera | 70 | 0.91 |
Hielo | -10 | 0.92 |
Agua | 10...50 | 0.91 |
Papel | 95 | 0.90 |
El coeficiente de emisividad (ε), es un número adimensional que relaciona la habilidad de un objeto real para irradiar energía térmica, con la habilidad de irradiar si éste fuera un cuerpo negro:
Un cuerpo negro, por consiguiente, tiene un coeficiente ε = 1, mientras que en un objeto real, ε siempre se mantiene menor a 1.
La radiación emitida por una superficie real se expresa como una porción de la que emitiría el cuerpo negro y se expresa como:
Donde:
- Q = flujo de calor
- ε = emisividad
- σ = 5.67 E-8 W / (m2K4) es la constante de Stefan-Boltzmann
- As = área superficial del objeto
- Ts = temperatura superficial del objeto
[editar] Cuerpo Gris
La emisividad depende de factores como la temperatura, el ángulo de emisión y la longitud de onda. Una suposición usada comúnmente en ingeniería, asume que la emisividad espectral de la superficie y la absortividad no dependen de la longitud de onda, siendo, por lo tanto, ambos constantes. Esta regla se conoce como la suposición del cuerpo gris.
Cuando se habla de cuerpos no negros, la desviación del comportamiento de un cuerpo negro esta determinada por la estructura geométrica y la composición química, y sigue la ley de Kirchhoff para la radiación térmica: emisividad igual a absortividad (para un objeto en equilibrio térmico). Así un cuerpo que no absorbe toda la radiación, no emite toda la radiación respecto a un cuerpo negro.
[editar] Emisividad de la atmósfera
La emisividad de la atmósfera terrestre varía de acuerdo con la capa de nubes y la concentración de los gases que absorben y emiten energía infrarroja (o sea, longitud de onda alrededor de 8 a 14 micrómetros). Estos gases son llamados gases invernadero, por su efecto en el efecto invernadero. Los principales gases que intervienen en este efecto son el vapor de agua, el dióxido de carbono, el metano y el ozono. El nitrógeno y el oxígeno, principales constituyentes de la atmósfera, no absorben o emiten la energía infrarroja.