La luz del sol convertida en calor

Reconociendo los mecanismos de transmisión de calor

1. -Entrada

En los Sistemas de Energía Solar es importante diferenciar los conceptos relacionados con los mecanismos de transmisión de calor; incidir en los detalles de una transmisión de energía, entender lo que es el calor y dominar la usabilidad en técnica de los paneles solares fotovoltaicos.

¿Cómo se transforma exactamente la luz en calor, por ejemplo, cuando la luz del sol calienta una pared de ladrillos? Entiendo que los electrones en los átomos de la pared absorben la luz, pero ¿cómo esa luz solar absorbida se convierte en energía térmica?

La Termodinámica explica la transferencia de energía de un cuerpo a otro en equilibrio, pero si requerimos ahondar más esta transferencia y velar su velocidad, se complica.

No vamos a comentar en sí de las leyes de esta termodinámica en transmisión de energía. Recordaremos simplemente los detalles de transmisión genérica como a continuación se mencionan.

2. -El calor

Es una energía que se transmite de un cuerpo a otro mediante tres tipos de mecanismos diferentes:

2.1. –ConducciónLa conducción es la manera de transferir calor desde una masa de temperatura más elevada a otra de temperatura inferiorconduccion2 por contacto directo. Véase en la imagen a la derecha.

  • El coeficiente de conducción de un material mide la capacidad del mismo para conducir el calor a través de la masa.

  • Los materiales aislantes tienen un coeficiente de conducción pequeño por lo que su capacidad para conducir el calor es muy pequeña.

2.2. Convección Otra manera de transmisión de calor es el conocido por convección la cual es un intercambio de calor entre el aire y una masa o materia que se encuentran a diferentes temperaturas.

El transporte del calor se produce por movimientos naturales debidos a la diferencia de temperaturas. El aire caliente tiende a subir y el aire frío a bajar mediante mecanismos de convección forzada. Mismo principio que se basa las termas o placas solares para calentamiento de agua.

2.3. RadiaciónEs otro mecanismo de transmisión de calor en el que la transmisión de calor se produce mediante la absorción y emisión de energía por ondas electromagnéticas, por lo que no es necesario una masa ni un medio material para  el transporte de la energía.

  • Este es el caso que nos compete diferenciarlo: Si nada se interpone en su camino, la luz continúa viajando, cuando choca con algo se transforma en electricidad, calor, energía química, etc. 

  • Aquí las sustancias que intercambian calor no tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un vacío.

La radiación es un término que se aplica genéricamente a toda clase de fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas y hondas de luz descrito mediante la teoría de ondas o la teoría cuántica.

La Luz convertida en Calor

La luz, sufre tansformaciones. En una fotocélula los fotones desprenden electrones, generando electricidad. En la naturaleza, la luz activa procesos fotoquímicos como la fotosíntesis, o la pigmentación de la piel, o el velado de una fotografía. Una corriente de fotones (un haz de luz) es capaz de hacer desplazar una nave espacial.

3. -Conclusiones

Recordemos que el calor que es una forma de energía se transmite de un cuerpo a otro debido a la diferencia de temperaturas.

Los átomos vibran con suficiente vigor como para que su energía vibratoria sea aproximadamente igual a la energía electrónica (fotones) absorbida por el sol.

Los átomos hacen que la transición cuántica de “excitación electrónica” pasa a “vibración excitada”, lo que significa que la energía hace que todo el átomo se mueva.

Sentimos ese movimiento como “calor”.

Los átomos que dan el salto a la excitación vibratoria colisionan con los átomos vecinos, disipando su energía vibratoria en todo un material o espacio, haciendo que éstos se calienten.

 

El sol aporta energía exclusivamente por radiación.

Recordar que: 1 cal es igual a 4,186 J      y    1 Cal = 1,000 cal



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6 Comentarios

  1. Eliseo Sebastian dice:

    Siempre agradable sus comentarios estimado Edwin. Muchísimas gracias por sus mensajes optimistas. Gracias por seguir la honda. Un abrazo!

  2. Eliseo Sebastian dice:

    Edison, gracias por escribir. Nosotros nos encargamos a enseñar, educar, orientar pero no podemos enviar nada de planos como pides. Sugerimos algunos libros y manuales. No me dices si estás leyendo o investigando http://www.eliseosebastian.com. Escribe en tu país a http://energiasolardecolombia.com/ o a http://www.aprotec.com.co/. Saludos.

  3. edison castellon ayola dice:

    señor elise gracias por mandarme todo los catalogos y gracias por ciempre teniendome en c

    uentas todos los dia gramas
    señor eliseo por fabor mandame umplano para hacer un combertidor de 12 voltios a 110 voltios osea 3000 watios 5000 watios para ye barlo para la finca miahuelo que no hay henergia y pienso comprar poco apoco los pane solares si mepuede mandar los precios
    de 2000 watios asta 3000 watios

  4. Edwin Morales Araya dice:

    …Un admirador como soy , de los Globos que se elevan mediante la calefaccion que les brinda una maquina , siempre me habia preguntado , cual era el fenomeno fisico interno para que se diera esta reaccion de impulso , y que a la vez le permitiera al ser humano guiarlos a su antojo………….Pues bien , ahora en esta leccion aprendi a conocer la razon de tan maravillosa accion , que se logra a travez de el suministro de la energia calorica– gracias Dn Eliseo.

  5. Eliseo Sebastian dice:

    Cómo te va estimado Domingo. En realidad yo no tengo libro propio pero sí recomiendo varios entre ellos dos en español y los que me sirven para mi están en inglés. En realidad cada uno tiene un tanto de algo. Te dejo los enlaces. Ah..la compra es inmediato con tu tarjeta de crédito y por via internet:
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  6. Domingo Rivera dice:

    Donde compral el libro del curso fotovoltaico

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