Nel vuoto, il calore viene trasferito principalmente per irraggiamento. Questa modalità di trasferimento del calore prevede l'emissione di onde elettromagnetiche, che possono attraversare il vuoto senza bisogno di alcun mezzo. A differenza della conduzione e della convezione, che richiedono una sostanza fisica per trasferire il calore, l'irraggiamento può avvenire in assenza di qualsiasi materiale, rendendolo l'unico metodo efficace di trasferimento del calore nel vuoto.
Spiegazione della radiazione:
La radiazione comporta l'emissione di energia da una sorgente sotto forma di onde elettromagnetiche. Queste onde, che comprendono la luce visibile, la radiazione infrarossa e la luce ultravioletta, trasportano energia da un luogo all'altro. Nel contesto del trasferimento di calore, queste onde sono principalmente sotto forma di radiazioni infrarosse, associate all'energia termica. Quando queste onde incontrano un oggetto più freddo, trasferiscono energia, riscaldando così l'oggetto.Esempio nello spazio:
Un esempio pratico di trasferimento di calore per radiazione nel vuoto è il trasferimento della luce solare nello spazio. Il Sole emette energia sotto forma di onde elettromagnetiche, che viaggiano nel vuoto dello spazio e riscaldano la Terra quando vengono assorbite. Questo processo avviene senza alcun contatto fisico o mezzo tra il Sole e la Terra.
Rappresentazione matematica:
L'efficienza del trasferimento di calore per radiazione nel vuoto è descritta dalla legge di Stefan-Boltzmann, secondo la quale il tasso di trasferimento di calore è proporzionale alla quarta potenza della temperatura assoluta (T) del corpo emittente. Matematicamente, ciò è rappresentato da ( e = C (T/100)^4 ), dove ( e ) è la capacità di trasferimento del calore, ( T ) è la temperatura assoluta e ( C ) è una costante. Questa relazione evidenzia che il trasferimento di calore per irraggiamento diventa sempre più efficiente a temperature più elevate.
Applicazione nei forni a vuoto:
