Radiación térmica
A temperatura ambiente los cuerpos emiten en su mayoría radiación infrarroja.[n.
1] A temperaturas más altas, en cambio, la radiación térmica abarca frecuencias en la región visible del espectro y es posible determinar la temperatura de un cuerpo de acuerdo a su color.
La radiación térmica o calorífica consiste en la emisión de ondas electromagnéticas por toda la materia a temperatura mayor que el cero absoluto.
La radiación no es monocromática, sino que incluye un rango continuo de energías, conocido como espectro característico.
Es decir, aquellos objetos con una capacidad alta para absorber la radiación son también buenos emisores, y viceversa.
Cuando el objeto irradiador se encuentra en equilibrio termodinámico y la superficie presenta una absortividad máxima a todas las longitudes de onda, se denomina un cuerpo negro.
Esta relación, conocida como ley del desplazamiento de Wien, es la responsable del color con que los seres humanos perciben los objetos a temperatura elevada, como el sol.
A temperaturas relativamente más bajas, el pico de emisión se desplaza hacia longitudes de onda más largas, en los rangos infrarrojo y microondas del espectro electromagnético, indetectables a simple vista.
Es decir, cuando un objeto dobla su temperatura, irradia con una potencia 16 veces mayor por unidad de superficie.
El intercambio de energía por radiación térmica viene dado por la siguiente ecuación: donde
[5] Parte de esta pérdida se compensa por la absorción de la energía que emiten otros objetos circundantes; en una habitación con paredes, techo, etc. a 296 K, la pérdida neta se reduce a unos cien vatios.
Estos cálculos pueden variar si existen variables que alteran la conductividad térmica —por ejemplo, el uso de ropa—.
Para realizar los cálculos para diferentes condiciones y superficies, se usan factores de forma para describir la configuración geométrica del problema.
Este no es el caso de las superficies metálicas reflectivas, que presentan una emisividad baja tanto en el espectro visible como en el infrarrojo.
[6] El efecto invernadero es una consecuencia de la alta transmisividad de ciertos materiales —como el vidrio, o la atmósfera terrestre— para la luz visible emitida por el sol y la mayor opacidad a longitudes de onda en el infrarrojo emitidas por objetos a temperatura ambiente o por la tierra en conjunto; esta diferencia causa una acumulación del calor.
