Calor y espectro electromagnético

[Alberto]

Buenas.

Igual digo una burrada, pero igual ya por fin lo entendí. El calor es la radiación de energía de un cuerpo y este puede estar en forma de radio, luz visible, infrarrojos, etc... ¿Cierto?

Es decir, la luz visible o los rayos gamma son formas de calor. Y al ser absorbidos por otro cuerpo, este eleva su temperatura.

Es que durante años leía y leía la relación entre infrarrojo y calor, pero no, eso es así por que a las temperaturas que nos movemos, la mayoría de la emisión es en IR, pero igual puedes calentar algo con radio, IR o rayos X.

Agradezco cualquier comentario que me clarifique esto.

Saludos

[joseluis7696]

El concepto básico es la Energía, que tiene muchas formas, las que mencionas y otras varias más. Por ejemplo existe la Energía Potencial, la Energía Cinética y otras como la electromagnética. Se puede calentar un cuerpo exponiéndolo a cualquier energía electromagnética, aunque el efecto depende muchísimo de las carateristicas del cuerpo y de la frecuencia de la radiación electromagnética que recibe.

El calor es una manifestación de la energía que agita las moléculas de la materia y la calienta, aumentando esa agitación. La Temperatura es una medida de esa agitación.

La energía electromagnética, que se maifiesta en radiaciones en el espectro electromagnético, va desde las frecuencias muy cercanas a cero, pasa por las llamadas ondas de radio, luego las infrarojas, le siguen la luz visible, luego las utravioletas, Rayos X y sigue subiendo hasta los rayos gama. Eso lo puedes ver detallado en algún artículo de la Wikipedia.

Cuando un cuerpo está caliente irradia energía en forma de radiación infrarroja, se dice comunmente que "irradia calor".

Si está muy caliente se pone incandescente e irradia luz visible.

En la vida práctica el "calor" se distribuye mediante convección (la circulación de aire o fluidos que tiende a calentar los cuerpos más fríos y enfriar los más calientes buscando el equilibrio de temperaturas), además de la radiación infraroja ya mencionada.

Es un tema muy amplio y no sé si te he aclarado algo o si te he confundido más.

Sería adecuado que pongas en tu presentación donde estás y que te presentes suscintamente, es Norma del Foro.

[pfdc]

JL, Alberto lleva años aquí.

[Alberto]

Bueno, he aprovechado para rellenar el perfil e indicar que soy de Sevilla y que soy profesor (De finanzas).

Pero de todo lo que has comentado joseluis, Decir que irradia calor cuando es infrarrojo también se puede decir cuando es luz. No tiene que ser necesariamente infrarrojo cierto?

[mecanicista]

El calor no es una radiación. El calor de un cuerpo emite radiación.
Para entender el calor debes tener en cuenta que todos los átomos están en movimiento, los cuerpos están en constante vibración. Y la temperatura es la velocidad a la que se mueven. Esa vibración es una forma de energía y se puede valorar o medir porque si se ponen en contacto dos cuerpos distintos parte de esa cantidad de movimiento se transfiere y cambia la velocidad de vibración de los átomos en ambos y se nota en su temperatura. Puedes pensar en el calor como la cantidad de movimiento de todos los átomos de un cuerpo y está presente aunque en conjunto éste no se mueva nada.
Pero la radiación se emite sin contacto. Para entenderlo debemos tener en cuenta como se produce la radiación (electromagnética, es, decir asociada a los fotones y no a otras partículas).
Simplificando (sin hablar de electrones y niveles de energía) la radiación la emiten los átomos cuando cambia la energía que tienen. Y los átomos están chocando y se pasan energía unos a otros continuamente dentro de cualquier cuerpo o sistema, luego podemos esperar que siempre haya algunos "radiando". A temperatura ambiente no lo vemos y necesitamos detectores IR pero en ocasiones, como en un metal fundido (recuerda, mayor temperatura es más velocidad, más energía en las colisiones, mayores cambios en la energía de los átomos) la radiación se hace más intensa y energética y la vemos como luz visible (ya sea blanca o de otro color).
Y en dirección opuesta, dado que las radiaciones transportan energía pueden acelerar el movimiento de algunos o muchos de los átomos y subir la temperatura de un cuerpo. Cualquier radiación puede poner más calor en un cuerpo y la cantidad dependerá de la energía que tenga esa radiación concreta (visible más que IR, etc).
Espero no haberte liado, un saludo.

[Alberto]

Muchas gracias por tu respuesta.

Ahora se me genera una duda, entonces, ¿Los rayos gamma se puede originar como fotones en la corteza atómica a causa de la temperatura?

[joseluis7696]

JL, Alberto lleva años aquí.

Glup!
Mis disculpas. Varios más que los que llevo yo, por lo visto. Algo pasó que me confundió. Puede ser que el resumen básico que aparece a la izquierda no estuviera completo? O que me he puesto demasiado viejo. Por lo que sea, perdón por el error.

[joseluis7696]

¿Los rayos gamma se puede originar como fotones en la corteza atómica a causa de la temperatura?

Yo no lo pondría así. Entre otras cosas porque no sabría definir "la corteza de los átomos", no son asimilables a bolitas submicroscópicas. Tampoco soy capaz de asignar la emisión de los rayos gamma a una temperatura de los átomos muy elevada, aunque pueda discutirse. Puede que el compañero mecanicista nos pueda aclarar más el tema.

Te copio una explicación muy escueta de wikipedia:
"La radiación gamma o rayos gamma (γ) es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementos radiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran violencia."

El rango de la energía que transportan los rayos gamma es muy grande y en el caso los rayos más energéticos que se hayan detectado hasta ahora no está claro el origen, aunque últimamente parecería que se apunta a la evolución de los quasares.

[joseluis7696]

Decir que irradia calor cuando es infrarrojo también se puede decir cuando es luz. No tiene que ser necesariamente infrarrojo cierto?

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El término "infrarrojo" significa literalmente "debajo del rojo" y se refiere al color (la frecuencia) de una luz, o sea la posición de esa radiación en una escala figurada con los nombres "prácticos" de las diferentes radiaciones electromagnéticas. En particular se refiere al color de las luces en el rango que podemos percibir los seres humanos.

La infraroja no la podemos ver con nuestros ojos, su frecuencia es demasiado baja para nuestra retina, más bien la podemos percibir con la piel, si la intensidad es suficientemente alta. Pero no es diferente a otras luces que sí son visibles para nosotros. Y todas transportan energía o, un poco menos técnicamente, calor.

Un aspecto intersante de la fisiología de nuestros ojos es que la retina no los percibe como luz, pero el cristalino humano sí que enfoca bien los rayos de luz infrarroja y si miramos una fuente potente (y con potente hablo a partir de un par de milivatios) se puede quemar la retina y hacernos perder la visiòn de forma irreversible. Es un rango de luz muy peligroso, sobre todo porque es invisible. O sea, NUNCA mirar de frente la punta de una fibra óptica si no estamos seguros que no transporta luz infraroja. Mejor, acostumrarse a no mirar las fibras de frente NUNCA.

No hay un solo infrarrojo, es todo un rango de frecuencias y la frecuencia usada es muy importante en la tecnología de Transmisión de Señales por Fibra Óptica, porque hay frecuencias que pasan por la fibra mucho menos atenuadas que las otras frecuencias (se les llama "ventanas" en la jerga de los telecos). De mis tiempos activos recuerdo que había tres ventanas. Pero hace 20 años y puede que ahora se estén utilizando algunas más.

[mecanicista]

Lo primero decir que yo soy un aficionado y no sé demasiado de los rayos gamma, pero se puede usar el sentido común para una posible valoración.
Como ya ha dicho Jose Luis la partícula que transporta la energía es el fotón, y parece lógico que se generen de forma similar a muy altas temperaturas, que no se decirte cuales deberían ser. Pero se supone que se producen en fenómenos astrofísicos de energías extremas, por lo que yo supongo que tienen temperaturas también extremas.
Y en el caso de las causadas en procesos nucleares, aunque no observamos temperaturas tan extremas en el total del cuerpo radioactivo, si tenemos en cuenta que son el resultado de reacciones de solo una pequeña fracción del total de átomos presentes cada vez, quizá podemos suponer el equivalente a temperaturas muy altas en zonas localizadas muy pequeñas, a nivel de pocos átomos.
Por favor, coge ésto "con pinzas", con sana desconfianza.
Yo personalmente tengo más interés en el calor en la vida cotidiana, con abundancia de evidencias, que en fenómenos tan difíciles de observar que hay menos evidencias de momento.