1r ciclo ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

[Elkin]

Esa pregunta me surgió leyendo el tema de transferencia de calor por radiación. Tengo otra también relacionada con lo mismo. Si se tienen dos varillas de materiales diferentes conectadas en serie, con sus otros extremos a 0ºC y 100ºC respectivamente, entonces habrá un flujo de calor de la región de mayor a menor temperatura, por conducción. Hasta ahí nada raro.Pero me puse a pensar si también habrá un transferencia por radiación, es decir, las dos varillas tienen una temperatura, y por tanto deben emitir ondas electromagnéticas, ¿se debe usar la ley de Stefan Boltzman en ese caso para ver la transferencia por radiación?Agradezco de antemano su valioso tiempo.

[Bertu]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Pues, que yo sepa, la temperatura es una medida de la "agitación" de las partículas, de la energía interna de un cuerpo (Es como lo veo yo). Una característica de las ondas electromagnéticas es que pueden propagarse en el vacío, asi que no, no se puede medir la temperatura de una onda electromagnética.

Por otro lado el caso que expones de dos varillas en serie de un material distinto, no lo entiendo muy bien, ¿te refieres a que la parte inferior de la varilla a temperatura de 0º absorverá radiación de la parte de la otra varilla a 100º? No sé no lo veo muy claro.

Sinto no ser de más ayuda, un saludo

[Elkin]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Bien, en conclusión, hay entes que tienen energía pero no necesariamente una temperatura asociada, como en el caso de una onda electromagnética, la cual tiene una energía que va como el cuadrado del campo eléctrico de dicha onda.

Lo otro a lo que me refiero es a la transferencia de calor por radiación.

Se sabe que dos cuerpos en contacto que están a distintas temperaturas tienden al equilibrio térmico, para ello uno de dichos cuerpos transfiere calor al otro. Mi pregunta se refiere a si habrá flujo de calor por radiación, pues obviamente por conducción si hay, y de hecho hay una expresión para el cálculo de esta última, la cual es proporcional al área en contacto, como a la diferencia de temperatura entre los cuerpos. Pero ¿por radiación? Sé que está la ley de Stefan pero no sé si se puede aplicar, pues ésta sólo la he aplicado para encontrar la energía que radia un cuerpo más no para cuerpos en contacto.

Y aunque suene lógica la aplicación de dicha ley, no sé si en un caso particular en la que dos cuerpos estén en contactos y pregunten por el flujo de calor debiera usar las dos ecuaciones. O sólo la de flujo de calor,


saludos

[Julián]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

La potencia sobre unidad de area está dada por.

$\frac{P}{A }= \epsilon \sigma {T}^{4}$

Pero esa energía es la irradiada al entorno. Me parece que si un extremo de una varrilla está a mayor temperatura esta fluirá en la dirección opuesta al gradiente de concentración mediante la conducción. Pero la conducción en si, que sería la transmisión del calor por los choques moleculares es en última instancia debida a la radiación electromagnética ya que las cantidades de movimiento de las partículas del sistema es transmitida mediante fotones.

saludos.

[Elkin]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Gracias por responder, pero no sé que tan cierto sea algo.

La potencia sobre unidad de area está dada por.

$\frac{P}{A }= \epsilon \sigma {T}^{4}$


Pero esa energía es la irradiada al entorno.

Me parece que si un extremo de una varrilla está a mayor temperatura esta fluirá en la dirección opuesta al gradiente de concentración mediante la conducción.

Estoy de acuerdo con eso

Pero la conducción en si, que sería la transmisión del calor por los choques moleculares es en última instancia debida a la radiación electromagnética ya que las cantidades de movimiento de las partículas del sistema es transmitida mediante fotones.

saludos.

Ok no sé que tan cierto sea esto, no lo había leído en ninguna parte, si me puedes dar un lugar donde se diga esto podré estar seguro de lo que dices.

chao

[Julián]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Es algo que conjeturé, si las partículas están formadas por cargas eléctricas que aunque la mayoría tenga carga eléctrica neta nula, la única fuerza que puede cambiar la cantidad de movimiento de estas, en los choques moleculares, es la fuerza electromagnética. La superficie externa de una partícula está formada por electrones los cueles sienten una fuerza repulsiva que se transmite mediante fotones. Si dos partículas van en sentido de colisión la fuerza repulsiva será en sentido contrario al movimiento intercambiando momento.

En el caso de que el cuerpo sea sólido (como una barra de metal) ese fenómeno de conducción es transmitido mediante fonones.
http://es.wikipedia.org/wiki/Fon%C3%B3n

[Breogan]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Hola:

Se sabe que dos cuerpos en contacto que están a distintas temperaturas tienden al equilibrio térmico, para ello uno de dichos cuerpos transfiere calor al otro.

No es necesario que estén en contacto para lograr el equilibrio térmico, mientras exista alguna forma de interacción entre ambos cuerpos se lograra dicho equilibrio.

Mi pregunta se refiere a si habrá flujo de calor por radiación, pues obviamente por conducción si hay, y de hecho hay una expresión para el cálculo de esta última, la cual es proporcional al área en contacto, como a la diferencia de temperatura entre los cuerpos. Pero ¿por radiación? Sé que está la ley de Stefan pero no sé si se puede aplicar, pues ésta sólo la he aplicado para encontrar la energía que radia un cuerpo más no para cuerpos en contacto.

A nivel macroscopico los tres modos de trasmisión del calor (conducción, radiación y convección ) no son mutuamente excluyentes, en cada caso en particular se debe estudiar previamente la existencia y el grado de participación en la transferencia de calor, de cada modo.

A nivel microscopico la conducción en un solido se explica tal cual referencio julian.

Suerte

[Elkin]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Es algo que conjeturé, si las partículas están formadas por cargas eléctricas que aunque la mayoría tenga carga eléctrica neta nula, la única fuerza que puede cambiar la cantidad de movimiento de estas, en los choques moleculares, es la fuerza electromagnética.

Bueno creo que la gravitacional también sino que es despreciable por la masa que hay entre estas.

La superficie externa de una partícula está formada por electrones

Supongo te refieres a una molécula, porque como tal una partícula no tiene dimensiones.

los cueles sienten una fuerza repulsiva que se transmite mediante fotones. Si dos partículas van en sentido de colisión la fuerza repulsiva será en sentido contrario al movimiento intercambiando momento.

En el caso de que el cuerpo sea sólido (como una barra de metal) ese fenómeno de conducción es transmitido mediante fonones.
http://es.wikipedia.org/wiki/Fon%C3%B3n

Bueno según lo que leí y creo "entender" los fonones en realidad no son partículas, sino cuasipartículas, y es algo así como un modo normal de la red cristalina de un sólido en particular. Y que se puede entender procesos de flujo de calor por medio de ellos, hasta ahí entiendo, pero en ningún lado se mencionan los fotones como tal, lo más cercano es que al igual que los fotones tienen una energía proporcional a la frecuencia de oscilación.
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[FONT=Verdana]No es necesario que estén en contacto para lograr el equilibrio térmico, mientras exista alguna forma de interacción entre ambos cuerpos se lograra dicho equilibrio.[/FONT]

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Me has hecho caer en cuenta, no lo había pensado así.

[FONT=Verdana]A nivel macroscopico los tres modos de trasmisión del calor (conducción, radiación y convección ) no son mutuamente excluyentes, en cada caso en particular se debe estudiar previamente la existencia y el grado de participación en la transferencia de calor, de cada modo.[/FONT]

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Bien, comprendo, aunque como tal al aplicarlo supongo no salga tan fácil como parece.

[FONT=Verdana]Gracias por su ayuda me ayudaron a comprender un poco mejor este tema de la transferencia del calor.[/FONT]

[Julián]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Bueno según lo que leí y creo "entender" los fonones en realidad no son partículas, sino cuasipartículas, y es algo así como un modo normal de la red cristalina de un sólido en particular. Y que se puede entender procesos de flujo de calor por medio de ellos, hasta ahí entiendo, pero en ningún lado se mencionan los fotones como tal, lo más cercano es que al igual que los fotones tienen una energía proporcional a la frecuencia de oscilación.

El fonón es la cuantización del modo vibratorio de las partículas del sólido. Las partículas del sólido están posicionadas por las fuerzas estructurales que no son más que fuerzas electromagnéticas. En una vibración una partícula describe un movimiento oscilatorio (aunque no es lo mismo vibración que oscilación) que se transmite a las demás, el empuje que recibe una partícula de la otra es mediante una fuerza electromagnética, cuyo cuanto es el fotón. Es como decir, cuando empujas una caja con tus manos, dirás que la fuerza es la de tu mano pero en realidad esa fuerza es electromagnetica ya que los electrones de la superficie de tu mano generan una fuerza repulsiva con los electrones de la superficie de la caja, la cantidad de movimiento de partícula a partícula es transmitida mediante fotones.

Supongo te refieres a una molécula, porque como tal una partícula no tiene dimensiones.

Me refería a una superficie gaussiana con un cierto radio a partir del centro de masa del nucleo

[Elkin]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Y cuál es la longitud de onda de esos fotones con los que podría empujar la caja.

[Julián]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

La longitud de onda se obtiene del momento lineal.

$p=\frac{h}{ \lambda}\Rightarrow \lambda = \frac{h}{p }$

o de la energía del fotón

$E= \frac{h c }{\lambda }$
[FONT=Arial]
[/FONT]Por ejemplo la presión de la radiación electromagnética sobre un objeto es debida a la transferencia de momento lineal de los fotnes por unidad de tiempo y unidad de superficie del objeto, ya que la presión es fuerza por unidad de superfici y la fuerza es la variación del momento lineal por unidad de tiempo.
Cabe resaltar que realizar un análisis para cada partícula es imposible, ya de por si la temperatura es el promedio de todas las energía cinéticas de las partículas del sistema

[carroza]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Pues, que yo sepa, la temperatura es una medida de la "agitación" de las partículas, de la energía interna de un cuerpo (Es como lo veo yo). Una característica de las ondas electromagnéticas es que pueden propagarse en el vacío, asi que no, no se puede medir la temperatura de una onda electromagnética.

Hola.

Si se puede medir la temperatura de una radiación. De hecho, es lo que se hace continuamente para ver la temperatura de las estrellas. La radiación está en equilibrio térmico, a una temperatura determinada, si aparecen todas las frecuencias con una distribución característica, que es la distribución del cuerpo negro de Boltzmann.

Si se tiene una única onda, con una frecuencia determinada, entonces esta onda no estará en equilibrio térmico.
De la misma forma, una única partícula, con una energía determinada, no está en equilibrio térmico, y por tanto, no tiene una temperatura determinada.

[Elkin]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

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Hola.

Si se puede medir la temperatura de una radiación. De hecho, es lo que se hace continuamente para ver la temperatura de las estrellas. La radiación está en equilibrio térmico, a una temperatura determinada, si aparecen todas las frecuencias con una distribución característica, que es la distribución del cuerpo negro de Boltzmann.

Si se tiene una única onda, con una frecuencia determinada, entonces esta onda no estará en equilibrio térmico.

Gracias por responder ya me había hecho a la idea de que no era posible hacerlo, aquí encontré algo de información al respecto:

http://www.lfp.uba.ar/es/notas%20de%...tan/parte3.pdf



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De la misma forma, una única partícula, con una energía determinada, no está en equilibrio térmico, y por tanto, no tiene una temperatura determinada.

Lo que no entiendo acá, es como se relaciona esto con la expresión de la energía cinética traslacional de un gas ideal, pues ésta da la energía cinética de n moles a una temperatura dada.

se supone que si se divide en el número de moles, y luego en el número de avogadro, encontraría la energía cinética de un átomo en función de la temperatura del gas.

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Aquí me acabo de dar cuenta que estaríamos hablando de la energía de una molécula inmersa en un gas con otras muchas moléculas, por lo que supongo lo que dije anteriormente no tendría sentido.

Es increíble que el concepto de temperatura no esté asociado a una sola partícula, sino que necesita que haya una interacción, supongo eso tiene que ver también con la ley cero de la termodinámica.

En fin, gracias por la respuesta me hizo caer en cuenta de conceptos importantes.

[carroza]

Re: ¿Se puede medir la temperatura de una onda electromagnética?

Hola.

Te puede resultar útil el hilo siguiente

http://forum.lawebdefisica.com/threa...a-de-un-átomo

Saludos