Page 397 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

378 Capítulo 18 Transferencia de calor

Despejando P de la ecuación (18.5) se obtiene
P = eaAT4
= (0.04)[5.67 X l(T 8W/(m2 • K4)](0.0314 m2)(800 K)4
= 29.2 W

Hemos dicho que todos los objetos emiten radiación sin cesar, independientemente de su
temperatura. Si esto es cierto, ¿cómo es que no se les agota su “combustible”? La respuesta
es que se les agotaría si no se les proporcionara más. El filamento de un foco de luz eléctrica
se enfría más rápidamente a la temperatura ambiente cuando se interrumpe el suministro de
energía eléctrica. No se sigue enfriando, puesto que al llegar a este punto, el filamento está
absorbiendo energía radiante a la misma razón que la está emitiendo. La ley que sirve de fun­
damento a este fenómeno se conoce como ley de Prevost del intercambio de calor:

Un cuerpo que se halla a la misma temperatura que sus alrededores irradia y
absorbe calor con la misma razón.

En la figura 18.7 se muestra un objeto aislado en equilibrio térmico con las paredes del reci­
piente donde se encuentra.
La razón con la que un cuerpo absorbe energía está dada también por la ley Stefan-Boltz-
mann [ecuación (18.5)]. Por tanto, podemos calcular la transferencia neta de energía radiante
emitida por un objeto rodeado por paredes a diferentes temperaturas. Considere un delgado
filamento de alambre de una lámpara que está cubierto con una envoltura, como aparece en
la figura 18.8. Denotemos la temperatura del filamento con T y la del recubrimiento con Tr
La emisividad del filamento es e y sólo consideraremos los procesos radiantes positivos. En
este ejemplo se advierte que
Razón de radiación neta = razón de emisión de energía — razón de absorción de energía
R = eaT\ — eaT\

R = ea(T\ - T$) (18.6)
La ecuación (18.6) puede aplicarse a cualquier sistema para calcular la energía neta emitida
por un radiador a temperatura Tx y emisividad e en presencia de los alrededores a temperatura
Tr

Figura 18.7 Cuando un obje­ Figura 18.8 La energía neta
to y lo que lo circunda tienen la emitida por un radiador en un
misma temperatura, la energía ra­ entorno que tiene diferente tem­
diante emitida es la misma que la peratura.
absorbida.