¿Que nos indica la ley de Stefan Boltzmann referido a la propagación del calor?

La ley de Stefan-Boltzmann establece que un cuerpo negro emite radiación térmica con una potencia emisiva hemisférica total proporcional a la cuarta potencia de su temperatura.

La ley de Stefan-Boltzmann relaciona dos variables: la intensidad emitida por el filamento, y su temperatura absoluta. La intensidad de la radiación F emitida por el filamento es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura absoluta T.

Según la ley de Stefan-Boltzmann, si un cuerpo emite radiación, el espectro emitido será característico para la temperatura. La radiación electromagnética se puede dividir en diferentes áreas. La característica diferencial es la longitud de onda.

Ley de PLANCK. Transporte de calor por radiación.

Cuando se calienta un objeto sólido, emite ``radiación térmica''. A medida que se eleva la temperatura, el objeto se torna rojo, luego, amarillo y después, blanco. Esta radiación térmica se emite en una distribución continua de frecuencias, desde el infrarrojo al ultravioleta.

Según la ley de Stefan-Boltzmann, la energía emitida por un cuerpo negro por unidad de área y unidad de tiempo es proporcional a la potencia "cuatro" de la temperatura absoluta del cuerpo.

LEY DE LOS GASES IDEALES. Si comprimimos un gas, manteniendo constante su temperatura, veremos que la presión aumenta al disminuir el volumen. Análogamente, si hacemos que se expansione un gas a temperatura constante, su presión disminuye al aumentar el volumen.

La transferencia del calor es pues el proceso por el que se intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. Este calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por radiación.

Boltzmann es el principal creador de la teoría cinética de los gases. Basándose en los trabajos de Clausius y Maxwell, en 1872 definió la función característica H de un gas introducido en un recipiente. Esta función sólo podía reducirse y, salvo en el signo, era similar a la de la entropía.

La transferencia de calor por radiación se produce cuando se emiten o absorben microondas, radiación infrarroja, luz visible u otra forma de radiación electromagnética. Un ejemplo obvio es el calentamiento de la Tierra por el Sol. Un ejemplo menos evidente es la radiación térmica del cuerpo humano.

Esta transferencia de calor se puede producir de tres maneras diferentes: a través de la conducción. a través de la convección. a través de la radiación.

El calor se transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros dos.

Este proceso se llama convección, y difiere del proceso de conducción en el cual el material se mueve. El calor se transfiere al moverse las masas en lugar de pasar a lo largo del medio material mediante las moléculas vecinas.

La luz visible es radiación no ionizante que nuestros ojos pueden percibir. Y las ondas de radio son un tipo de radiación no ionizante que nuestros sentidos no pueden percibir, pero que podemos decodificar con los receptores de radio tradicionales.

Figura 6.6 La catástrofe ultravioleta: La ley de Rayleigh-Jeans no explica el espectro de emisión de cuerpo negro observado. El problema de la radiación de cuerpo negro fue resuelto en 1900 por Max Planck.

La labor científica de Boltzmann estuvo encaminada fundamentalmente a establecer cómo el movimiento de los átomos y su mutua interacción determina las propiedades visibles, macroscópicas, de la materia, tales como presión, viscosidad, conductividad térmica y difusión.

Boltzmann, consideraba estos sistemas formados por millones de átomos, cuyo comportamiento conjunto se podía llegar a predecir mediante métodos estadísticos. Esto anticipaba una de las ideas básicas de la física cuántica: los sistemas intercambian energía de una forma discreta, no continua.

k = Constante de Boltzmann : k = 1.38*10 ²³ Julios/⁰ K. E_i = Energía del nivel i. Asumimos que E_i > E_i-1 . comparada con la población de otro nivel, como veremos proximamente.

El estado de un gas se caracteriza por cuatro variables: presión (P), volumen (V), temperatura (T) y cantidad del gas (expresada en moles). Las leyes empíricas estudiadas relacionan dos de estas variables, mientras que las otras dos permanecen constantes.

Los gases perfectos obedecen a tres leyes bastante simples, que son la Ley de Boyle, la ley de Gay-Lussac y la Ley de Charles. Estas leyes son formuladas según el comportamiento de tres grandezas que describen las propiedades de los gases: volumen, presión y temperatura absoluta.

Cuando se le aprieta, las partículas minúsculas, las moléculas que componen el aire, se encuentran cada vez con mayor frecuencia, lo que calienta el aire. Al contrario, si el aire no está comprimido, ellas se encuentran menos y el aire se enfría.

La transferencia de calor por convección depende de la densidad, viscosidad y velocidad del fluido a si como de sus propiedades térmicas (calor específico y conductividad térmica).

Maxwell contribuyó al desarrollo de la distribución de Maxwell-Boltzmann, un medio para describir de forma estadística ciertos aspectos de la teoría cinética de los gases. También es conocido por haber presentado, en 1861, la primera fotografía en color duradera.

Años después, en 1884, Boltzmann dedujo, a partir de los principios de la termodinámica, la ley empírica de Stefan, formulada en 1879, según la cual la pérdida de energía de un cuerpo radiante es proporcional a la cuarta potencia de su temperatura superficial, y demostró que ésta sólo se cumplía si el cuerpo radiante ...

El concepto de entropía aparece con Rudolf Clausius como parte del razonamiento con el que se enfrenta al problema de encontrar una expresión matemática para describir todas las transformaciones de un cuerpo ante un intercambio de calor entre ese cuerpo y otro o con el exterior.

Conducción: transmisión de calor por contacto sin transferencia de materia. Convección: transmisión de calor por la transferencia de la propia materia portadora del calor. Radiación: transmisión de energía por medio de la emisión de ondas electromagnéticas o fotones.