¿Has pensado en algún momento en cómo el suelo ayuda a promover el crecimiento de las plantas? El suelo asimila energía y la luz y la absorción de calor calientan las semillas y las raíces en el suelo para promover el crecimiento. Las plantas también pueden ensillar y usar la energía de la luz en un proceso llamado fotosíntesis. Asimilan la energía de la luz del día en energía química útil contenida en las moléculas dentro de sus células. Las criaturas pueden obtener una parte de esta energía de la sustancia como alimento al comer plantas, o al comer criaturas que comen diferentes criaturas o plantas, y esta energía del sol se llama energía radiante.
¿Qué es la Energía Radiante?
La energía radiante es la energía que viaja por ondas o partículas, especialmente radiación electromagnética como rayos gamma, rayos X, radiofrecuencias, microondas, luz y calor, que pueden representarse en paquetes discretos de energía, llamados fotones, o ondas electromagnéticas constantes. La energía radiante también se conoce como radiación electromagnética (EMR) .
No toda la energía radiante es aparente. Solo los fotones dentro de un pequeño rango de energías deberían ser visibles para las personas, normalmente conocidas como luz visible. Los fotones con energías más bajas se encuentran en microondas, ondas de radio y radiación infrarroja. Los fotones con energías más altas se encuentran en haces brillantes, rayos X y rayos gamma. La energía radiante es una de las formas cuyas partículas pueden moverse en el vacío con bastante eficiencia.
Básicamente, cualquier cosa que tenga temperatura emite energía radiante. Algunos ejemplos de energía radiante incluyen:
- El calor se transmite desde un fuego al aire libre.
- Una superficie calentada por el sol cambia la energía de la luz en energía infrarroja, que es un tipo de energía radiante.
- Transmisiones de sonido que llegan a casa o vehículos a través de ondas de radio.
- El calor es generado por una bombilla.
- El calor es emitido por un mechero Bunsen, una computadora y una lavadora.
- El calor se crea a partir de una estufa o un horno.
- El calor se genera a través del reflejo de la luz visible.
- La energía radiante natural incluye los rayos gamma, las ondas de radio, el calor causado por la fricción y la luz ultravioleta.
- Las estaciones de energía térmica utilizan la radiación para hacer burbujas de agua que impulsan las turbinas de vapor.
- La energía basada en el sol (energía solar) recolecta energía radiante transmitida por la luz de nuestro sol transformándola en electricidad.
- Los generadores térmicos de radioisótopos utilizan la energía radiante de una fuente radiactiva para acumular calor o incluso generar energía.
- La energía radiante y sus formas de comportarse han sido frenadas en numerosas creaciones desde la bombilla hasta el enorme colisionador de hadrones.
Fórmula para energía radiante
La energía de calor radiante es una idea que tiene mucho más sentido por la ley de Boltzmann de Stefan. ¡Este reglamento aclara cómo se transmite el calor!
Establece que la cantidad de calor que irradia (E) un cuerpo negro impecable durante un segundo en una unidad de área determinada está directamente relacionada con la cuarta potencia de su temperatura absoluta (T).
La fórmula de energía de calor radiante es,
E α T⁴
o
mi = σ T⁴
dónde
- σ es la constante de Stefan (5,67 × 10 W/m²/K⁴),
- E es la energía radiante.
- T es la temperatura absoluta.
La unidad SI de energía radiante es Joule (J).
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: Suponiendo que la temperatura del Sol se incremente de T a 3T, ¿entonces la proporción de la energía radiante que llegó a la Tierra a lo que era recientemente?
Responder:
Dado que,
La temperatura es igual a 3T.
Aquí tenemos que encontrar la Proporción de energía radiante.
La fórmula de la energía radiante es
mi = σ T⁴
E₂ = σ(3T)⁴
E/E₂ = σ T⁴/σ81T⁴
E/E₂ = 1/81
Por lo tanto, la proporción de la energía radiante recibida en la Tierra a lo que es recientemente es 1:81 .
Pregunta 2: La temperatura del fuego en un calentador es de 2300 K, encuentre la energía radiante total transmitida/m 2 .
Responder:
Dado que,
La temperatura es igual a 2300K.
Aquí tenemos que encontrar la energía Radiante.
La fórmula de la energía radiante es
mi = σ T⁴
Dado que, σ = 5,67 × 10⁻⁸.
E = 5,67 × 10⁻⁸ × (2300)⁴
= 5,67 × (2300/100)⁴
= 0,16 × 10⁷
Por tanto, la energía radiante es 0,16 × 10⁷ W/m² .
Pregunta 3: La temperatura de la superficie de Marte en invierno es de 70 F. Calcule la energía radiante para la región de 1 m 2 .
Responder:
Dado que,
La temperatura es igual a 70°F.
La fórmula para la energía radiante es,
mi = σ T⁴
La fórmula de Fahrenheit a kelvin es,
(T)K = 5/9 [(T)F + 459,67]
(V) F = 70 F
(T)K = 5/9 [70 + 459,67] = 294,261 K
mi = σ T⁴
Dado que, σ = 5,67 × 10⁻⁸
mi = (5,67 × 10⁻⁸) × (294,26)⁴
= 425,11
Así, la energía radiante es de 425,11 W/m² .
Pregunta 4: La cantidad de energía radiada por un metro cuadrado de la superficie terrestre en 2021 es de 319,58 W/m². Calcule la temperatura en la temperatura de la superficie terrestre en Celsius.
Responder:
Dado que la Potencia radiada por un metro cuadrado (E) es de 319,58 W/m².
Aquí tenemos que encontrar la Temperatura en Celsius.
La fórmula para la energía radiante es,
mi = σ T⁴
Dado que, E = 319,58 W/m² y σ = 5,67 × 10⁻⁸
Por lo tanto,
T⁴ = E/σ
319,58/5,67 × 10⁻⁸ = 5,636 × 10⁹
T(K) = 274 K
Celsius a kelvin: C = K – 273.15
C = 274 – 273,15 = 0,85
Por lo tanto, la temperatura es de 0,85 °C .
Pregunta 5: La energía radiante del sol, que se presenta regularmente en la capa exterior de la tierra, es de 35 kcal/m 2 min. ¿Cuál podría haber sido el episodio de energía radiante regularmente en la tierra, suponiendo que el sol tuviera una temperatura la mitad de la actual?
Responder:
Dado eso, la energía Radiante (E) es de 35 kcal/m 2 min.
Para encontrar la temperatura del sol es la mitad de la actual.
La fórmula para la energía radiante es,
mi = σ T⁴
Como la temperatura es la mitad de la actual.
E₂ = σ(0.5T)⁴
La radiación que cae sobre la tierra será relativa a la radiación que se transmite.
E/E₂ = σ T⁴/σ(0.5T)⁴
35/E₂ = 1/0,0625
E₂ = 35 × 0,0625 = 2,1875
Por tanto, la energía radiante es de 2,1875 kcal/m 2 min .
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por chappidinirusha1a1232 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA