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Você vive em um universo aquecido

Você vive em um universo aquecido

A radiação térmica soa como um termo nerd que você veria em um teste de física. Na verdade, é um processo que todo mundo experimenta quando um objeto libera calor. É também chamado de "transferência de calor" em engenharia e "radiação do corpo negro" em física.

Tudo no universo irradia calor. Algumas coisas irradiam muito mais calor do que outras. Se um objeto ou processo está acima do zero absoluto, está emitindo calor. Dado que o espaço em si pode ter apenas 2 ou 3 graus Kelvin (o que é bastante frio!), Chamá-lo de "radiação de calor" parece estranho, mas é um processo físico real.

Calor de medição

A radiação térmica pode ser medida por instrumentos muito sensíveis - essencialmente termômetros de alta tecnologia. O comprimento de onda específico da radiação dependerá inteiramente da temperatura exata do objeto. Na maioria dos casos, a radiação emitida não é algo que você possa ver (o que chamamos de "luz óptica"). Por exemplo, um objeto muito quente e energético pode irradiar muito fortemente em raios-x ou ultravioleta, mas talvez não pareça tão brilhante na luz visível (óptica). Um objeto extremamente energético pode emitir raios gama, que definitivamente não podemos ver, seguidos por luz visível ou raio-x.

O exemplo mais comum de transferência de calor no campo da astronomia, o que as estrelas fazem, principalmente o nosso Sol. Eles brilham e emitem quantidades prodigiosas de calor. A temperatura da superfície de nossa estrela central (aproximadamente 6.000 graus Celsius) é responsável pela produção da luz branca "visível" que atinge a Terra. (O Sol parece amarelo devido aos efeitos atmosféricos.) Outros objetos também emitem luz e radiação, incluindo objetos do sistema solar (principalmente infravermelho), galáxias, regiões ao redor de buracos negros e nebulosas (nuvens interestelares de gás e poeira).

Outros exemplos comuns de radiação térmica em nossas vidas diárias incluem as bobinas no fogão quando aquecidas, a superfície aquecida de um ferro, o motor de um carro e até a emissão de infravermelho do corpo humano.

Como funciona

À medida que a matéria é aquecida, a energia cinética é transmitida às partículas carregadas que compõem a estrutura dessa matéria. A energia cinética média das partículas é conhecida como energia térmica do sistema. Essa energia térmica transmitida fará com que as partículas oscilem e acelerem, o que cria radiação eletromagnética (que às vezes é chamada de luz).

Em alguns campos, o termo "transferência de calor" é usado ao descrever a produção de energia eletromagnética (isto é, radiação / luz) pelo processo de aquecimento. Mas isso é simplesmente olhar para o conceito de radiação térmica de uma perspectiva ligeiramente diferente e os termos realmente intercambiáveis.

Sistemas de radiação térmica e corpo negro

Objetos de corpo preto são aqueles que exibem as propriedades específicas de absorvente todo comprimento de onda da radiação eletromagnética (o que significa que eles não refletiriam luz de nenhum comprimento de onda, daí o termo corpo negro) e também perfeitamente emitir luz quando aquecidos.

O pico específico do comprimento de onda da luz emitida é determinado pela Lei de Wien, que afirma que o comprimento de onda da luz emitida é inversamente proporcional à temperatura do objeto.

Nos casos específicos de objetos do corpo negro, a radiação térmica é a única "fonte" de luz do objeto.

Objetos como o nosso Sol, embora não sejam perfeitos emissores de corpos negros, exibem essas características. O plasma quente próximo à superfície do Sol gera a radiação térmica que eventualmente chega à Terra como calor e luz.

Na astronomia, a radiação do corpo negro ajuda os astrônomos a entender os processos internos de um objeto, bem como sua interação com o ambiente local. Um dos exemplos mais interessantes é o emitido pelo fundo cósmico de microondas. Este é um brilho remanescente das energias gastas durante o Big Bang, que ocorreram cerca de 13,7 bilhões de anos atrás. Isso marca o ponto em que o universo jovem havia esfriado o suficiente para que prótons e elétrons na "sopa primordial" inicial se combinassem para formar átomos neutros de hidrogênio. Essa radiação desse material primitivo é visível para nós como um "brilho" na região de microondas do espectro.

Editado e ampliado por Carolyn Collins Petersen