Absorción
1. Radiación electromagnética: La luz solar es una forma de radiación electromagnética, compuesta de fotones (pequeños paquetes de energía).
2. Interacción con átomos: Cuando estos fotones golpean una superficie, interactúan con los átomos y las moléculas dentro de esa superficie.
3. Transferencia de energía: Los fotones transfieren su energía a los átomos y las moléculas, lo que hace que vibren más rápidamente. Este aumento de la vibración se traduce en un aumento de la temperatura.
4. Propiedades de superficie: La cantidad de energía solar absorbida depende de las propiedades de la superficie:
* Color: Las superficies más oscuras absorben más luz (y por lo tanto más energía) que las superficies más claras. Es por eso que el asfalto negro se calienta más que el concreto blanco al sol.
* Material: Diferentes materiales tienen diferentes habilidades para absorber la luz solar. Por ejemplo, el metal absorbe más energía que la madera.
* Textura de superficie: Las superficies más ásperas tienden a absorber más energía que las superficies más suaves.
* Ángulo de incidencia: El ángulo en el que la luz solar golpea una superficie también afecta la absorción.
emisión
1. Radiación térmica: A medida que aumenta la temperatura de la superficie debido a la energía solar absorbida, comienza a emitir su propia radiación. Esto se conoce como radiación térmica.
2. Radiación infrarroja: La mayor parte de la energía emitida por las superficies a temperaturas típicas está en forma de radiación infrarroja, que es invisible para el ojo humano.
3. Radiación de cuerpo negro: Un cuerpo negro perfecto absorbe toda radiación entrante y emite todas las longitudes de onda posibles de radiación térmica. Los objetos reales no son los blancos perfectos, pero aproximan este comportamiento a diversos grados.
4. Emissividad: La emisividad de una superficie (entre 0 y 1) indica cuán eficientemente irradia la energía térmica en comparación con un cuerpo negro perfecto. Una mayor emisividad significa una emisión más eficiente.
El saldo
* Equilibrio: Una superficie alcanza un equilibrio térmico cuando la velocidad de energía absorbida del sol es igual a la tasa de energía emitida como radiación térmica.
* Dependencia de la temperatura: Cuanto mayor sea la temperatura de la superficie, mayor es la cantidad de radiación térmica que emite.
Ejemplo:
Piense en un automóvil negro estacionado al sol. La pintura negra absorbe mucha energía solar, lo que hace que el automóvil se caliente. Este aumento de la temperatura conduce al automóvil que emite una gran cantidad de radiación infrarroja (puede sentir esto como calor).
Aplicaciones:
* Colección de energía solar: Los paneles solares utilizan materiales con altas tasas de absorción para capturar energía solar y convertirla en electricidad.
* Diseño de edificios: Los arquitectos usan materiales con propiedades específicas de absorción y emisión para regular la temperatura dentro de los edificios y reducir el consumo de energía.
* Imágenes térmicas: Las cámaras infrarrojas detectan la radiación térmica emitida por los objetos, lo que nos permite "ver" las diferencias de temperatura e identificar fugas de calor en los edificios.
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