Radiación infrarroja – qué superficies emiten y absorben mejor
Ciencias naturalesEnergíaEdades 13–14
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Inicia sesión para usarExperimento A: un cubo de Leslie lleno de agua caliente tiene caras negro mate, blanco mate, plateado mate y plateado brillante. Gira cada cara hacia un detector de infrarrojos situado a una distancia fija, pon el detector a cero, anota las lecturas en una tabla y compáralas en un diagrama de barras mientras el agua se enfría poco a poco. Experimento B: una placa negro mate y otra plateado brillante están a la misma distancia de un calefactor, cada una con una chincheta pegada con cera por detrás; mide cuánto tarda en caer cada chincheta y observa la gráfica de temperatura de las dos placas. Una lista de comprobación de prueba justa, una conclusión automática y una nota explican por qué la pintura blanca emite infrarrojo casi tan bien como la negra.
Lección: Radiación térmica: emisión y absorción de infrarrojo por distintas superficies (cubo de Leslie)
Qué muestra
Todos los objetos emiten radiación infrarroja, y los más calientes emiten más. Cuánto emite una superficie a una temperatura dada depende de su emisividad: las superficies negro mate son casi emisores perfectos, mientras que el metal brillante emite muy poco porque refleja el infrarrojo. Un buen absorbente es también un buen emisor. En este modelo, la lectura del detector es proporcional a ε(T⁴ − T_amb⁴) y disminuye con la distancia. La pintura blanca parece muy distinta de la negra, pero a las longitudes de onda que emite el agua tibia (unos 10 µm) se comporta casi como una superficie negra.
Cómo usarla
En A. Emisión – cubo de Leslie, elige una cara (Negro mate, Blanco mate, Plateado mate, Plateado brillante), pulsa Detector a cero, espera a que la lectura se estabilice y pulsa Anotar resultado. Medición automática (4 caras) lo hace por ti. Usa Rellenar agua caliente si el agua se ha enfriado. En B. Absorción – chinchetas y cera, pulsa Encender calefactor y mira qué chincheta cae primero; cambia Calefactor y Distancia placa–calefactor y pulsa Nueva prueba.
Parámetros que puedes cambiar
- Experimento A. Emisión – cubo de Leslie, B. Absorción – chinchetas y cera
- Cara hacia el detector Negro mate, Blanco mate, Plateado mate, Plateado brillante
- Temperatura del agua caliente 40–90 °C
- Distancia del detector 5–30 cm
- Temperatura ambiente 15–30 °C
- Potencia del calefactor 500–2000 W
- Distancia placa–calefactor 4–15 cm
Preguntas para explorar
- ¿Por qué deben mantenerse iguales la distancia del detector y la temperatura del agua al comparar las caras?
- ¿Por qué la cara blanco mate emite casi tanto infrarrojo como la cara negro mate?
- ¿Por qué cae antes la chincheta de la placa negro mate que la de la placa plateado brillante?
