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Calculadora de Radiación Térmica (Ley de Stefan-Boltzmann, Q=εσA·T⁴)
Calcula la radiación térmica de un cuerpo negro/gris por la ley de Stefan-Boltzmann: potencia emisiva del cuerpo negro E_b=σ·T⁴ (W/m²), potencia radiada total Q_rad=ε·σ·A·T⁴ (W); con temperatura del entorno T₀ opcional se calcula además la radiación neta Q_net=ε·σ·A·(T⁴-T₀⁴) (W). σ=5.670374419e-8 W/(m²·K⁴); ε es la emisividad (0<ε≤1, cuerpo negro ε=1); T es la temperatura absoluta (K), °C y °F se convierten previamente a K (es temperatura absoluta, no diferencia); A es el área radiante. Área en m²/cm².
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Datos clave
Categoría
Math & Numbers
Tipos de entrada
number, select
Tipo de salida
json
Cobertura de ejemplos
4
API disponible
Sí
Resumen
La calculadora de radiación térmica aplica la ley de Stefan-Boltzmann para obtener la potencia emisiva de un cuerpo negro, la potencia radiada total de una superficie y, si se indica la temperatura del entorno, la radiación neta. Admite emisividad, temperatura en K, °C o °F y área en m² o cm².
Cuándo usarlo
Para calcular la potencia radiada por una superficie negra o gris a partir de su emisividad, temperatura y área.
Para estimar la radiación térmica neta entre una superficie caliente y un entorno más frío.
Para comprobar resultados de transferencia de calor radiativa usando unidades de temperatura y área compatibles.
Cómo funciona
1Introduce la emisividad ε de la superficie, con un valor mayor que 0 y hasta 1; usa ε=1 para un cuerpo negro ideal.
2Indica la temperatura absoluta T y selecciona Kelvin, Celsius o Fahrenheit. Los valores en °C y °F se convierten a Kelvin.
3Introduce el área radiante A y selecciona m² o cm².
4Opcionalmente, añade la temperatura del entorno T₀ para calcular también la radiación neta Q_net; el resultado muestra E_b en W/m² y las potencias en W.
Casos de uso
Análisis de transferencia de calor radiativa en superficies calientes, equipos y componentes.
Estimación de la energía radiada por cuerpos negros o grises en cálculos térmicos.
Comprobación rápida de ejercicios de termodinámica y aplicaciones de la ley de Stefan-Boltzmann.
Ejemplos
1. Radiación de un cuerpo negro a 300 K
Estudiante de termodinámica
Contexto
Se quiere verificar la potencia emisiva de un cuerpo negro ideal con una superficie de 1 m² a 300 K.
Problema
Calcular la potencia emisiva por unidad de superficie y la potencia radiada total.
Cómo usarlo
Introduce ε=1, T=300, selecciona K, indica A=1 y selecciona m². Deja vacía la temperatura del entorno.
La calculadora obtiene E_b=459,3003 W/m² y Q_rad=459,3003 W. No calcula Q_net porque no se indicó T₀.
2. Radiación neta de una superficie a 100 °C
Ingeniera de transferencia de calor
Contexto
Una superficie gris con ε=0,8 tiene 0,5 m² de área y está a 100 °C, mientras que el entorno se encuentra a 27 °C.
Problema
Determinar la potencia radiada total y el intercambio radiativo neto con el entorno.
Cómo usarlo
Introduce ε=0,8, T=100, selecciona °C, indica A=0,5 m² y añade T₀=27 °C.
Preguntas frecuentes
¿Qué calcula esta herramienta?
Calcula la potencia emisiva del cuerpo negro E_b, la potencia radiada total Q_rad y, con T₀, la radiación neta Q_net.
¿Qué valor de emisividad debo usar?
Introduce la emisividad de la superficie entre 0 y 1. Para un cuerpo negro ideal, usa ε=1.
¿Puedo introducir la temperatura en Celsius o Fahrenheit?
Sí. Puedes seleccionar K, °C o °F; la calculadora convierte °C y °F a temperatura absoluta en Kelvin.
¿Para qué sirve la temperatura del entorno?
Es opcional y permite calcular la radiación neta entre la superficie y el entorno mediante la diferencia de sus temperaturas absolutas elevadas a la cuarta potencia.
¿Qué unidades acepta para el área?
Puedes introducir el área en metros cuadrados (m²) o centímetros cuadrados (cm²).