termodinamica - Trasmissione del calore | ||
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Supporto teorico | ||
Trasmissione del calore per irraggiamento | ||
Conduzione - Convezione - Irraggiamento |
L'irraggiamento è una trasmissione di energia termica (calore) sotto forma di onde elettromagnetiche, le quali sono emesse da tutti i corpi a seconda della loro temperatura. Rispetto a conduzione e convezione, non è necessaria la presenza di un mezzo, cioè questo meccanismo di scambio termico può avvenire anche nel vuoto.
Si è scoperto che la potenza irradiata P (energia nell’unità di tempo) da un corpo è direttamente proporzionale alla quarta potenza della sua temperatura assoluta T e all’area A della superficie radiante, ovvero in formule
P = σAeT4
dove σ è la costante di Stefan-Boltzmann e il coefficiente di emissione “e” è un numero puro, compreso tra 0 e 1, che dipende dal materiale e ne misura l’efficienza nell’irradiare energia. Le superfici scure hanno e prossimo a 1, mentre le superfici lucide hanno e vicino a 0.
Le superfici scure sono anche ottime assorbitrici di radiazioni e in generale un buon emettitore è anche un buon assorbitore. Così le superfici lucide assorbono poco, perché riflettono la maggior parte della radiazione incidente.
Quando un corpo è in equilibrio termico con l’ambiente circostante la sua temperatura è costante, cioè esso emette radiazioni nella stessa misura in cui le assorbe. Si può dunque avere trasferimento di calore senza che sia presente una differenza di temperatura, cosa non possibile sia nella conduzione che nella convezione.
Se vi è una differenza di temperatura T1-T2, si ha uno scambio netto di potenza radiante P tra due oggetti pari a
P = σAe(T14-T24)