Radiação infravermelha: Que tipo de método de aquecimento é este?

A radiação infravermelha é frequentemente mencionada em vários artigos, particularmente em referência a tubos de aquecimento infravermelhos de fibra de carbono, como uma forma de aquecimento radiante. Então, o que é o aquecimento radiante? Hoje, vou dar uma explicação pormenorizada da radiação térmica, um dos três modos de transferência de calor.

O processo de transferência de calor por radiação

A radiação é um método de transferência de energia que utiliza ondas electromagnéticas. Os objectos emitem radiação por várias razões, e o fenómeno de emissão de radiação devido ao calor é designado por radiação térmica. Na natureza, todos os objectos emitem continuamente radiação térmica para o espaço circundante, ao mesmo tempo que absorvem a radiação térmica emitida por outros objectos. Sob um scanner de infravermelhos, todos os objectos apresentam uma indicação de temperatura ou uma imagem de varrimento, exceto um corpo negro teoricamente puro, que não apresenta radiação térmica.

Características da transferência de calor por radiação

Os processos naturais de radiação e absorção resultam coletivamente na transferência de calor entre objectos através da radiação, também vulgarmente conhecida como troca de calor por radiação infravermelha. Quando um objeto está em equilíbrio térmico com o seu ambiente, a transferência líquida de calor radiativo é zero. No entanto, isto não implica uma ausência de troca de radiação no ambiente; pelo contrário, a energia irradiada pelos objectos no ambiente é igual à energia que absorvem, atingindo um equilíbrio relativo em que os processos de radiação e absorção estão continuamente activos.

Transferência de calor radiativa versus condução e convecção

Ao contrário da radiação, os outros dois modos de transferência de calor, a condução e a convecção, requerem um meio para a transmissão de energia, como materiais sólidos, ar, água ou outros gases e líquidos, incluindo as suas misturas. A radiação não necessita de um meio e pode ocorrer mesmo no vácuo, o que a torna o método mais eficaz de transferência de calor em ambientes de vácuo. Esta distinção é uma caraterística fundamental que distingue a radiação da condução e da convecção. Quando dois objectos estão separados por um vácuo, nem a condução nem a convecção podem ocorrer, sendo apenas possível a transferência de calor por radiação.

Exemplos práticos e conversão de energia

A energia transportada pela luz solar é transmitida através do vasto vácuo do espaço para a Terra por meio de radiação térmica, onde é absorvida e utilizada por todos os seres vivos. Artigos do quotidiano, como garrafas térmicas e canecas isoladas a vácuo, utilizam o princípio do isolamento a vácuo para obter isolamento térmico e separação de temperaturas. Outro aspeto único da transferência de calor por radiação é o facto de envolver não só a transferência de energia, mas também a conversão de formas de energia; a energia é emitida como energia radiante e convertida novamente em energia térmica após a absorção.

Observações experimentais

As experiências demonstraram que a capacidade de radiação de um objeto depende da temperatura e que, à mesma temperatura, diferentes objectos apresentam diferentes capacidades de radiação e absorção. Um material ideal conhecido como corpo negro pode absorver toda a energia radiada, embora tais materiais sejam raros na vida real. Esta variabilidade na absorção da radiação infravermelha por diferentes materiais é a razão pela qual são seleccionados diferentes tipos de tubos de aquecimento com base no produto quando se utilizam tubos de aquecimento de fibra de carbono para secar materiais.

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