Radiación emitida desde superficies reales
La ley de Stefan-Boltzmann para obtener la tasa neta de intercambio de calor por la radiación entre un cuerpo negro y el medio que lo rodea debe modificarse para ser aplicada a superficies reales. En el caso de las superficies que no sean cuerpos negros, la intensidad de la radiación espectral no obedece a los parámetros de la distribución de Planck y la radiación emitida opta por la dirección para emisión.
La ley de Stefan-Boltzmann modificada para cuerpos que no son negros está dada por:
Qradiación = e s A ( Ts4 - Ta4 )
donde e es la emisividad de la superficie radiante que se define como la razón entre la potencia de emisión de la superficie y la potencia de emisión de un cuerpo negro a la misma temperatura. A los materiales se les asigna un valor de emisividad que varía entre 0 y 1,0. Un cuerpo negro, por lo tanto, tiene una emisividad de 1,0 y un reflector perfecto tiene una emisividad de 0.
La emisividad es una propiedad del material que depende de la temperatura y del acabado de la superficie. La siguiente tabla enumera los valores de emisividad de algunos materiales:
|
Metal |
Temperatura (oC) |
Emisividad |
|
Aluminio
Pulido
Superficie rugosa
Oxidado |
50-500
20-50
200 |
0,04-0,06
0,06-0,07
0,11 |
|
Latón
Pulido
En hoja enrollada
No oxidado
Oxidado |
200
20
25
200 |
0,03
0,06
0,035
0,61 |
|
Bronce
Pulido |
50 |
0,1 |
|
Carbono
Filamentos
Grafito
No oxidado |
1000-1400
0-3600
100 |
0,53
0,7-0,8
0,81 |
|
Cobre
Calorizado
Comercial
Pulido
No oxidado
Oxidado |
100
20
50-100
100
50 |
0,26
0,07
0,02
0,02
0,6-0,7 |
|
Vidrio |
20-100 |
0,94-0,91 |
|
Hierro fundido
Con herrumbre
Oxidado
No oxidado |
25
200
100 |
0,65
0,64
0,21 |
|
Plomo
Oxidado
No oxidado |
200
200 |
0,96
0,63 |
|
Níquel
Pulido
Oxidado
No oxidado |
200-400
200
25 |
0,05-0,1
0,37
0,045 |
|
Platino
Pulido
No oxidado |
200-600
25 |
0,05-0,1
0,037 |
|
Porcelana |
20 |
0,92 |
|
Cuarzo |
---- |
0,92 |
|
Caucho
Duro
Blando |
20
20 |
0,95
0,86 |
|
Silicio |
---- |
0,92 |
|
Plata
Pulido
No oxidado |
200-600
100 |
0,02-0,03
0,02 |
|
Acero
Superficie rugosa
Pulido
Oxidado
No oxidado
Aleado |
50
750-1050
200-600
100
500 |
0,95-0,98
0,52-0,56
0,8
0,08
0,35 |
|
Zinc
Oxidado
No oxidado |
200-300
300 |
0,04-0,05
0,05 |