Capas del sol. Superficial o fotósfera: Poco espesor Temp de 6000 C Irradia la parte visible del espectro

Transcripción

1 Radiación solar

2

3 Sol: Estrella del sistema planetario Fuente de radiaciones caloríficas y otras formas de energía Localiza a de km de la Tierra Temp de su núcleo es C Fuente de energía gracias a procesos termonucleares (Transformación de Hidrógeno en Helio) HIDRÓGENO HELIO

4 Capas del sol Superficial o fotósfera: Poco espesor Temp de 6000 C Irradia la parte visible del espectro

5 Capas del sol Cromósfera : Color ligeramente rosado Atmósfera solar

6 Corona solar : Capas del sol Se extiende a varios millones de kms por el espacio Se observa como aureola luminosa por su altísima T Un plasma a alta T (Edlen) Mezcla de protones y electrones

7 Géyseres : Capas del sol Brotan de la cromosfera y la corona inferior Se denominan protuberancias Llegan a más de kms de altura Acompañadas de emisiones de ondas de radio, rayos X, partículas electrizadas y otras

8 Radiación de protuberancias Campo magnético de la Tierra nos protege Partículas de mayor velocidad lo atraviesan y llegan como rayos cósmicos solares Otras originan auroras boreales y tempestades magnéticas Exceso de energía produce ráfagas que se propagan hasta 1000 km/s

9 Energía radiante La energía que emiten todos los cuerpos cuya T es superior al cero absoluto Se propaga por ondas electromagnéticas a km/s De acuerdo con la T, varía la longitud de onda, frecuencia e intensidad. Espectro electromagnético está constituido por una gama de longitudes de onda. 1 µ =10-4 cm = 0,001 mm 1Å =10-8 cm =0, mm 1Å =10-4 µ 1 µ = Å

10

11 Radiación visible

12 Ventana atmosférica de la radiación solar Radiaciones Longitud de onda 100 nm 200 nm 9% radiación ultravioleta 300 nm 400 nm 500 nm Ventana atmosférica 45% radiación visible 600 nm 700 nm 800 nm 900 nm 1000 nm 46% radiación infrarroja 2000 nm 3000 nm 4000 nm 5000 nm

13 Ventana atmosférica de la radiación solar

14 Diatermancia Dia", a través, y "termancia", calentamiento Promedio de la T de la superficie terrestre es 20 C Se producen dos tipos de radiación: entrante y saliente De acuerdo con la T, varía la longitud de onda, frecuencia e intensidad. Espectro electromagnético está constituido por una gama de longitudes de onda. Propiedad del aire de no absorber casi la energía calorífica de los rayos solares

15 Aire seco : Muy diatérmano o transparente para las radiaciones del espectro visible Poco diatérmano para las radiaciones del infrarrojo Vapor de agua : Muy diatérmano o transparente para las radiaciones del espectro visible No diatérmano para las radiaciones del infrarrojo

16 Ley Stefan Boltzmann E = ε. GB. T 4 Donde: E = energía liberada por unidad de área (W/m 2 ) ε = emisividad (propiedad radiactiva de la superficie) ( 1) GB = constante de Stefan Boltzmann 5.67x10-8 W/m 2.K 4 T = temperatura absoluta del cuerpo (K) La cantidad de E debe ser igual a toda la energía en una esfera a cualquier distancia

17 Radiación solar: Radio tierra Radio sol Radio sol - tierra

18 área del sol x energía del sol = área del sol-tierra x energía del sol - tierra 4πRsol 2. E sol = 4πRsol-tierra 2.Esol-tierra E = (Rsol/Rsol-tierra) 2. Esol E = (Rsol/Rsol-tierra) 2. GB.Tsol 4 Datos: Rsol = Km Rsol-tierra = Km Tsol = 5785 K

19 Resultado: E= 1367 W/m 2 Esta energía se ubica en toda la atmósfera sin distinción

20 Balance calorífico Parte de energía solar que es reflejada al espacio se llama albedo

21 Albedo en la ciudad

22

23 17% de la radiación incidente es absorbida por la atmósfera(depleción) 43% absorbida por superficie terrestre (insolación) 60% de la radiación solar entrante es térmicamente efectiva

24 Radiaciones entrantes y salientes

25 Radiación terrestre Superficie terrestre pierde calor: 1. Ventana infrarroja 2. Sube de una capa a otra por absorción y radiación sucesiva Ventana infrarroja al intervalo de longitud de onda entre 8500 y nm que es irradiada al espacio La capacidad de un gas de absorber y reemitir la radiación varía con la longitud de onda

26 Ley de Stefan E ingresa = E emitida 1367 W/m 2 x πrtierra 2 x (1-0.3) = 4πRtierra 2 x Etierra x GB x T tierra 4 T tierra = W/m 2 x (1-0.3)/4. Etierra x GB Temperatura sin efecto invernadero 255 K Temperatura con efecto invernadero 288 K

27 Ley de Stefan Radiación saliente es proporcional a la cuarta potencia de la T absoluta; es decir, la T es proporcional a la raíz cuarta de esta radiación

28 Constante solar La radiación que recibe un cm 2 en el límite superior de la atmósfera y es igual a 1,94 cal gramo por minuto Es variable en 10% según las estaciones del año Superficie terrestre promedio diario de 720 cal gramo por cm2 Valor aproximado en Ecuador de 850 cal gramo por cm2

29 El caldeamiento solar de la superficie terrestre 1. radiación difusa 2. contrarradiación Radiación difusa: parte de energía solar que es dispersada, en las partículas de la atmósfera El calor que irradia la Tierra en longitud de onda larga es absorbido casi en totalidad por la Envía una radiación al suelo CONTRARRADIACIÓN

30 Aprovechamiento de la energía solar Energía solar fuente energética futurista Recurso inagotable No contamina Es económico

31

32 Calentamiento del agua para uso doméstico e industrial Producción de energía eléctrica Fusión de metales

33 FRANCIA Horno solar (> 1000 C) ESTADOS UNIDOS Plantas solares JAPÓN Calentadores para baño

34 Medida de la radiación solar La medida de calor que llega a un cuerpo se llama actinometría El aumento de la T depende de la cantidad de calorías que reciba el cuerpo Caloría es la cantidad de calor que se necesita para calentar un gramo de agua pura desde 14,5 C a 15,5 C.

35 Actinógrafo de Robitzch

36 Registrar horas de insolación en un lugar se utilizan los heliógrafos