Absortividad, Reflectividad Y Transmisividad

• Cuando la radiación choca contra una superficie parte de ella es absorbida, otra parte es reflejada, y la parte restante, si la hay, es transmitida, a estas fracciones de radiación se le llaman, Absortividad, Reflectividad y Transmisividad respectivamente.

Absortividad• La Absortividad es una propiedad que determina la fracción de la

irradiación absorbida por una superficie. α depende la distribución espectral de la radiación incidente, así como de su distribución direccional y de la naturaleza de la superficie de absorción.

𝛼=𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑏𝑠𝑜𝑟𝑣𝑖𝑑𝑎𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒

=𝐺𝑎𝑏𝑠

𝐺0≤𝛼≤1

𝛼𝜆 ,𝜃 ( 𝜆 ,𝜃 ,𝜙 )=𝐼𝜆 ,𝑎𝑏𝑠 (𝜆 ,𝜃 ,𝜙 )𝐼𝜆 , 𝑖 (𝜆 ,𝜃 ,𝜙 )

𝛼𝜆 (𝜆 )=𝐺𝜆 ,𝑎𝑏𝑠 ( 𝜆 )𝐺𝜆 ( 𝜆 )

Reflectividad• La Reflectividad es una propiedad que determina la fracción de la radiación

incidente reflejada por una superficie. Esta propiedad depende de la dirección de la radiación incidente, y de la dirección que presente la radiación reflejada. Aunque para evitar complicaciones se trabaje con la Reflectividad reflejada.

𝜌𝜆 ,𝜃 (𝜆 ,𝜃 ,𝜙 )=𝐼𝜆 , 𝑟𝑒𝑓 ( 𝜆 ,𝜃 ,𝜙 )𝐼𝜆 ,𝑖 (𝜆 ,𝜃 ,𝜙 )

𝜌𝜆 (𝜆 )=𝐺𝜆 ,𝑎𝑏𝑠 (𝜆 )𝐺𝜆 (𝜆 )

Reflectividad• Las superficies se pueden idealizar como difusas o especulares, de

acuerdo con la forma en que reflejan la radiación. La reflexión difusa ocurre si, sin importar la dirección de la radiación incidente, la intensidad de la radiación reflejada es independiente del ángulo de reflexión. Por el contrario, si toda la reflexión es en la dirección de θ2, que es igual al Angulo incidente θ1, se dice que ocurre la reflexión especular.

Transmisividad

• Transmisividad es una propiedad que determina la fracción de la radiación incidente que se transmite por una superficie.

𝜏 𝜆 (𝜆 )=𝐺𝜆 , 𝑡𝑟 (𝜆 )𝐺𝜆 (𝜆 )

𝜏=𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠𝑚𝑖𝑡𝑖𝑑𝑎𝑅𝑎𝑑𝑖𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑖𝑛𝑐𝑖𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒

=𝐺𝑡𝑟

𝐺0≤𝜏 ≤1

Absortividad, Reflectividad Y Transmisividad

• La primera ley de la termodinámica sugiere que la suma de la radiación absorbida, reflejada y transmitida sea igual a la radiación incidente, esto es,

Dividiendo cada termino entre G se tiene

Para las superficies opacas es 0, por lo tanto,

Ley de Kirchhoff

• La ley de Kirchhoff establece que: Si un cuerpo (o superficie) está en equilibrio termodinámico con su entorno, su emisividad es igual a su absortividad para la radiación que proviene de un cuerpo.

• Esta formula se puede usar en el análisis de la radiación ya q la relación y nos permite determinar las 3 propiedades de una superficie opaca a partir del conocimiento de una de ellas.

𝜀 (𝑇 )=𝛼 (𝑇 )

Efecto invernadero• Este efecto se debe al alto porcentaje de radiación que una

superficie como el vidrio o la atmosfera puede transmitir y que la radiación emitida por las superficies a la temperatura ambiente cae en la región infrarroja, el vidrio permite la entrada de radiación pero no permite el escape de la radiación infrarroja proveniente de las superficies interiores, en el caso de la atmosfera son los gases como y el vapor de agua los que impiden el escape de la radiación infrarroja.

Radiación atmosférica y solar

• Radiación atmosférica es la radiación emitida o reflejada por los constituyentes de la atmosfera después de que la energía solar pase a través de ella.

Radiación atmosférica y solar

• El sol es un reactor nuclear con temperaturas elevadas de 40’000.000 k en su núcleo pero esta cae hasta los 5.800 k en su región exterior o zona de convección, la energía que llega a la tierra se le llama Irradiancia solar total cuyo valor es

𝐺𝑠=1373𝑊𝑚2

Dirección de la Irradiación solar

• La irradiación se tiene dos componentes la irradiación solar directa que es aquella que llega al cuerpo directamente e irradiación solar difusa que es aquella cuya dirección ha sido modificada por diversas circunstancias (densidad atmosférica, partículas u objetos con los que choca, etc…). La suma de ambas es la irradiación total.

Temperatura efectiva del cielo

• Es una temperatura ficticia que se toma al asumir la emisión atmosférica como un cuerpo negro aunque no se asemejen, la emisión de radiación de la atmosfera hacia la superficie terrestre se expresa como

• Este depende de las condiciones atmosféricas y varia desde 230 K hasta 285 K.

Velocidad de transferencia de calor

• La velocidad de transferencia de calor por radiación a una superficie expuesta a las radiaciones solar y atmosférica se determina con base a un balance de energía.