Radiación térmica – Termodinámica

La radiación es un fenómeno físico presente en la naturaleza que se caracteriza por la emisión y propagación de energía mediante ondas electromagnéticas o partículas en movimiento acelerado. Este fenómeno puede ocurrir en el vacío o en un medio material.

Clasificación

La radiación se clasifica según su naturaleza y su forma de interactuar con la materia. En cuanto a la naturaleza, la radiación se clasifica en:

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  • Radiaciones naturales: Son aquellas que se producen en la naturaleza de forma espontánea y sin equipos desarrollados por el ser humano. Como ejemplo tenemos la luz blanca que se origina en el sol a través de reacciones nucleares. Otro ejemplo interesante es el uranio, que se encuentra en la naturaleza en las rocas. Para acabar con las radiaciones cósmicas que se originan a partir de explosiones estelares y solares en el espacio.
  • Radiaciones artificiales: Son aquellas que se originan a partir de equipos desarrollados por el hombre en los que las partículas se aceleran de alguna manera. Como ejemplo, equipo de rayos X donde se aceleran los electrones.
  • Radiación nuclear: Se originan en el interior nuclear de átomos inestables. El núcleo de un átomo se considera inestable cuando tiene aproximadamente 84 protones o más. Hay tres tipos de radiación nuclear en la naturaleza. La primera se llama radiación alfa, la segunda radiación beta y la tercera radiación gamma.

En cuanto a su capacidad para interactuar con la materia, la radiación se clasifica en:

  • Radiación ionizante: Es la radiación que, al entrar en contacto con cualquier átomo, hace que los electrones abandonen la electrosfera. En este caso, el átomo original se vuelve deficiente en electrones. De esta forma, provocan ionización y excitación en átomos y moléculas, que pueden modificar completamente su estructura. Por ejemplo, este tipo de radiación puede dañar enormemente las moléculas de ADN provocando mutaciones. Los ejemplos más clásicos de este tipo de radiación son la radiación alfa, la radiación beta y la radiación gamma.
  • Radiación no ionizante: Es una radiación que, al entrar en contacto con cualquier átomo, no provoca que los electrones abandonen la electrosfera. En este caso, los átomos originales no están ionizados y permanecen estables. En otras palabras, no causa ionización y excitación en átomos y moléculas, sin embargo, no modifican su estructura. Como ejemplo se pueden mencionar los infrarrojos, microondas, luz visible, etc.

Radiación termal

El concepto de calor está íntimamente ligado al concepto de energía. En cierto modo, el calor puede entenderse como un flujo de energía, es decir, energía en tránsito. Si el calor transporta energía, significa que se puede considerar como una onda. Una onda es un tipo específico de movimiento formado por un pulso o pulsos sucesivos que transporta solo energía y puede propagarse en el vacío o en medios materiales. En el caso del calor, esta energía se transporta en forma de onda electromagnética en la frecuencia infrarroja.

Si un cuerpo está a una determinada temperatura emite radiación. Esta radiación, ligada a la temperatura, se denomina Radiación termal. Esto significa que todos los cuerpos, debido a que tienen ciertas temperaturas, emiten radiación. Entonces, cuando un cuerpo emite más radiación de la que absorbe, se calienta; de lo contrario, se enfría. La radiación térmica es una radiación natural y no ionizante, esto quiere decir que interactúa con la materia sin provocar ningún cambio en su estructura.

La diferencia entre el calor y la luz visible está solo en la longitud de onda (o frecuencia) como se muestra en el espectro electromagnético representado por la figura a continuación.

Espectro electromagnético. Ilustración: Peter Hermes Furian / Shutterstock.com

Referencias:

BONJORNO, José Roberto; BONJORNO, Regina Azenha; BONJORNO, Valter; CLINTON, Márcico Ramos. Historia y física diaria. São Paulo: Editora FTD, 2004, volumen único.

HEWITT, Paul G. Física conceptual. Porto Alegre: Editorial: Bookman, 2011, 11º. ed. v. único.

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