5.3 Radiación

Cuando te encuentras próximo al fuego o a una bombilla, notas que te da calor. La energía que llega del foco de calor se ha propagado lateralmente desde el fuego o desde la bombilla hasta tí. Este calor no se propaga hacia arriba por convección, porque la convección transporta el aire caliente hacia arriba, ni tampoco por conducción, porque el aire no es un buen conductor.


Este calor se ha propagado por radiación. Las partes calientes de una llama, de una bombilla o de cualquier objeto caliente emiten calor en forma de radiación que se propaga en todas las direcciones. Cuanto mayor es la temperatura de un objeto, más calor transmite por radiación.

El Sol libera energía en forma de rayos luminosos y rayos ultravioleta, que son los que te ponen moreno cuando "te pones" al Sol (radiación ultravioleta), y rayos de calor (radiación térmica).

Únicamente una fracción de estos rayos solares llegan a la Tierra, porque el resto se pierde en el espacio. Cuando la radiación del Sol llega a la Tierra, un parte es absorbida por la propia Tierra y otra parte es reflejada al exterior. La radiación térmica absorbida es la que calienta la Tierra.

Observa la imagen y fíjate en cómo se absorbe y se emite la energía que la Tierra recibe del Sol.

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Tostando pan

Nadia y Marta están tostando una rebanadas de pan sobre el fuego y les sorprende que se tuesten tan deprisa. Nadia dice que es debido a la radiación y Marta que también influyen la conducción y la convección. ¿Qué piensas tú?


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Calentando agua con un foco

Ilumina con un foco direccional un vaso de precipitados que contiene 200 cm3 de agua. Introduce un termómetro en el momento en que enciendes el foco y anota la temperatura inicial.

a) ¿Cómo se va modificando la temperatura del agua?

b) Coloca entre el foco y el vaso un papel reflectante. ¿Se observa el mismo incremento de temperatura?

c) ¿Qué ocurriría si colocas el termómetro en una campana en la que se hace el vacío?




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Propagación por radiación


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La cocina solar

En las centrales eléctricas ya has visto que una forma de conseguir calentar agua e incluso vaporizarla es montar una cocina solar: se trata de una parábola reflectante que concentra los rayos del sol en un punto y consigue aumentar mucho la temperatura en él. Fíjate en la imagen de una cocina solar didáctica y también en el vídeo, en el que la energía concentrada en ese punto produce unos efectos impresionantes.

Se trata de que diseñes y montes una cocina solar con materiales caseros. El objetivo no es que sea muy estética, sino que sea útil, que caliente agua. Trabajarás en grupos con tus compañeros.




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Imágenes térmicas

Los animales de sangre caliente emitimos energía radiante hacia los cuerpos que se encuentran en nuestro entorno. Por esa razón, en las viviendas de los agricultores, que no tenían calefacción, los animales estaban en la planta baja, mientras que en la alta se situaba la zona habitable (¿te suena la expresión "calor animal"?).

Esa energía se puede "visualizar" utilizando cámaras térmicas. Aquí tienes dos imágenes: cuanto mayor es la temperatura de una zona del cuerpo, más tiende su color hacia el rojo, y hacia el azul cuanto menor sea.


 

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El radiómetro de Crookes


Es un dispositivo inventado por el ingles William Crookes en 1875. Se trata de una ampolla de vidrio que está casi a vacio; en su interior se encuentran cuatro brazos que contienen aspas y sus caras están pintadas unas de negro y otras de blanco. Los brazos están suspendidos en una aguja y sostenidos por un eje de vidrio para evitar lo más posible la fricción. Cuando recibe una radiación luminosa presenta un movimiento de giro, siempre en un mismo sentido.

Se ha intentado dar una explicación a este fenómeno desde que se inventó el aparato, pero hoy en día todavía no hay ninguna que se acepte totalmente, ya que todas tienen algún inconveniente. Eso sí, siempre se plantea que sobre la parte negra de las aspas se nota más el efecto de la radiación luminosa que sobre la parte blanca.

Si hay un radiómetro en el laboratorio y hace sol, ponlo en funcionamiento. Y si no, siempre hay bombillas potentes o focos que lo harán girar.