L’irraggiamento è il trasporto del calore nel vuoto
Il calore nel vuoto
I raggi del Sole sono onde elettromagnetiche che trasportano il calore nel vuoto.
La temperatura del Sole, corpo radiante, determina la potenza irradiata.
La potenza irradiata è la quarta potenza della temperatura:
se la temperatura raddoppia (x 2) la potenza irradiata sarà 2 alla 4° cioè 16, cioè 16 volte di potenza irradiata in più,
se la temperatura triplica (x 3) la potenza irradiata sarà 3 alla 4° cioè 81 volte.
La legge di Stefan-Boltzman definisce la potenza irradiata da qualsiasi corpo radiante.
Legge di Stefan-Boltzman
Potenza irradiata = costante di Stefan-Boltzman x coefficiente di emissività x la differenza di temperatura alla 4°.
La costante di Stefan-Boltzman = 5,67 x 10 alla meno 8 Watt / (m alla 2à x K alla 4°)
Il coefficiente di emissività sta tra 0 e 1, zero per i corpi di color bianco, 1 per i corpi di color nero.
Il Sole è una stella nana gialla, ha un colore bianco che però appare giallognolo per la diffusione luminosa nell’atmosfera terrestre
Il Sole è bianco perchè emette molta luce, al contrario un corpo nero emette poco ma assorbe molto.
L’opposto di un corpo assorbente energia è un corpo riflettente.
Il termos mantiene calde le bevande perchè ha uno specchio e una camera d’aria: lo specchio della superfice interna del recipiente riflette l’irraggiamento degli infrarossi, la camera d’aria esterna ostacola la conduzione del calore.
La coperta isotermica usata per stabilizzare la temperatura dei pazienti, ha una faccia argentata e una dorata. La faccia argentata riflette le onde elettromagnetiche, per cui se rivolta verso il paziente trattiene il suo calore, se rivolta all’esterno lo protegge dal calore esterno. Invece la faccia dorata lascia passare le onde.
Le onde elettromagnetiche
L’energia radiante viene dispersa dal corpo radiante come onde elettromagnetiche,
che suddividiamo per la loro lunghezza d’onda:
nm 1400 – infrarossi – 700 – luce visibile – 400 – ultravioletti – 100 nm (nanometri= 10 alla -9 metri).
Il Trasporto del calore nel vuoto galattico
Le stelle calde emettono più radiazioni e appaiono blu: es. la super gigante blu Rigel o Beta Orionis ha una temperatura superficiale di 12-13.000 K.
Le stelle più fredde emettono meno radiazioni e appaiono rosse: es. la super gigante rossa Betelgeuse, la spalla di Orione è uno dei corpi più luminosi nelle notti invernali, 760 volte più grande del Sole, a 650 anni luce dalla Terra, ma ha temperatura superficiale solo di 3.500 K. Una super gigante rossa, come Betelgeuse, brucia l’elio del nucleo in soli 1,2 milioni di anni, ma se l’elio fosse quasi finito, passerebbe a bruciare il carbonio. Ma il tempo per bruciare tutto il carbonio è di soli 1600 anni, dopo di che esploderà come una supernova e nel cielo dovremmo vedere per 3 mesi una debole luna piena, visibile anche di giorno.
Le altre forme di trasporto del calore sono la conduzione (solido-solido) e la convezione (solido-fluido).