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Experimentos > Radiación de calor

Categorías: Termodinámica
Palabras clave: Calor, Espectro visible, Espejos, Radiación


Autor/es

Alejandro del Mazo Vivar

Qué se pretende demostrar

Se quiere poner de manifiesto que el calor puede ser transmitido por radiación, de igual forma que la luz, ya que, de hecho, va asociado a la radiación infrarroja



Dirigido a

Gran Publico.
Primaria.
Secundaria.


Materiales necesarios

-          2 Espejos parabólicos. Se hace uso de los espejos de un juego científico denominado Mirascope.
-          Soportes de madera para los dos espejos parabólicos.
-          Lámpara halógena de 12 V, 20 W, con filamento vertical.
-          Transformador para lámpara halógena.
-          Pequeña lámina de aluminio que se curva en forma semicilíndrica en torno al bulbo de la lámpara.
-          Pequeños fragmentos de papel de filtro (celulosa) pintados con tinta china.
-          Soporte con pinza para los fragmentos de papel.
-          Cubeta prismática de vidrio o plástico.
-          Disolución saturada de alumbre (sulfato doble de aluminio y potasio).
-          Conjunto de 2 filtros de gelatina: ROSCO 090 Dark Yellow Green y ROSCO 026 Bright Red.


Descripción

Se monta el emisor de radiación con la lámpara halógena en el foco del espejo parabólico y se curva la lámina de aluminio en la forma indicada en la figura, sin tocar con los dedos la lámpara.

De este modo, la lámina se comporta como un espejo esférico en cuyo centro de curvatura se halla el filamento. Como además el filamento se encuentra en el foco del espejo parabólico, casi toda la radiación es dirigida en la dirección deseada. A una distancia que puede variar entre 1 y 2 metros se sitúa el espejo parabólico receptor de la radiación, de modo que en su foco se encuentre el fragmento de papel. Si los dos espejos han quedado bien alineados, al conectar la lámpara halógena se produce la combustión casi instantánea del papel.

Si entre el emisor y el receptor se coloca la cubeta con disolución transparente de alumbre, el papel se ilumina sin pérdida aparente de luz, pero no se quema.
Cuando entre el emisor y el receptor se pone el filtro opaco de hojas de gelatina, el papel no se ilumina, pero arde.
Puede sustituirse el papel por el bulbo ennegrecido de un termómetro. Cuando dicho bulbo se encuentra en el foco del espejo receptor la temperatura se eleva con gran rapidez.

Para interpretar lo que sucede, debe tenerse en cuenta que el filamento se encuentra a 3000 K aproximadamente. Dicho filamento se comporta aproximadamente como un cuerpo negro. A esa temperatura la emisión infrarroja es muy superior a la visible, por lo que los efectos caloríficos –que dependen de la radiación infrarroja- son importantes. La disolución de alumbre deja pasar la radiación visible pero absorbe el infrarrojo, por lo que el papel no se quema. Sin embargo, como el filtro de gelatina es opaco para el espectro visible pero no para el infrarrojo, esta última llega al papel, por lo que arde.



Existe algún riesgo

El experimento carece de riesgos.