Propiedades de radiación básica (V)

Aun cuando la ecuación (6-5b) se dedujo para el caso en que la superficie emisora y la fuente de radiación incidente se encuentran en la misma temperatura, la igualdad de α y ε se usa en situaciones más generales. Un tipo de cuerpo que obedece la ley de Kichhoff se conoce como gris. A cualquier temperatura un cuerpo gris emite una fracción constante de la cantidad que emitiría un cuerpo negro a la misma temperatura. Hablando estrictamente, casi no se encuentran cuerpos grises en la práctica. Sin embargo, una gran cantidad de cuerpos son grises en ciertos rangos de longitud de onda. Si un cuerpo es gris en la mayor parte de la radiación que incide sobre él y en que él emite, entonces se puede aplicar la ley de Kirchhoff para conseguir aproximaciones.

Aun cuando muchos cuerpos no son grises, se hacen muchos cálculos de sondeo en ingenieria utilizando el concepto de cuerpo gris. Es decir, se obtienen promedios integrados para las propiedades de radiación en todas las longitudes de onda y se supone que el cuerpo es gris. Así, el cuerpo toma los valores promedio de α, τ, ρ y ε. Entonces el problema de radiación se resuelve utilizando estos valores en la forma que se presenta en la sección 6-4. Dicho enfoque es semejante al de seleccionar una conductividad térmica promedio en un intervalo de temperatura dado y entonces trabajar un problema de conducción pensando en que el material tiene una conductividad térmica constante.

Cuando deseamos aplicar el análisis de cuerpo gris a un cuerpo dado, se requiere comprar su absortividad en la banda de longitud de onda de la energía radiante que emite el cuerpo. Si dichas cantidades son aproximadamente iguales, el enfoque de cuerpo gris es aplicable, si las mismas cantidades a que nos referimos son marcadamente diferentes, no es posible usar dicho enfoque. Por ejemplo, la pintura blanca tiene una absortividad muy baja para la energía solar incidente, sin embargo tiene una emisividad muy alta en la región infrarroja, que es la porción del espectro en la que emite energía radiante. En consecuencia, no es posible aplicar la suposición de cuerpo gris en una condición tal.

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