Calcular la temperatura de equilibrio de una esfera de aluminio hueca, recubierta de una capa de sílice fundida, expuesta al sol en el espacio extraterrestre, y suponiendo que la transmitancia del recubrimiento es 0,97 (el otro 3% se absorbe), su emisividad 0,8, y la reflectancia del aluminio 0,94 (el otro 6% se absorbe).
Datos:
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read`../therm_eq.m`:read`../therm_const.m`:read`../therm_proc.m`:with(therm_proc): |
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dat:=[tau1=0.97,rho1=0,epsilon=0.8,rho2=0.94,tau2=0]; |
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dat:=op(dat),Const,SI2,SI1: |
a) Calcular la temperatura de equilibrio.
Como el aluminio es muy buen conductor, suponemos que todo está a la misma temperatura.
El balance energético global es:
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eqBE:=alpha[s]*C[s]*Pi*R^2=4*Pi*R^2*epsilon*sigma*T^4; |
La absortancia solar será la del recubrimiento más la del substrato.
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eqBEdet:=alpha+tau+rho=1;alpha[s]:=(1-tau1-rho1)+tau1*(1-tau2-rho2)+rho2*(1-tau1);alpha[s_]:=subs(dat,alpha[s]); |
i.e. globalmente se absorbe el 12%, luego la temperatura de equilibrio estacionario será:
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Teq:=solve(eqBE,T)[1];Teq_:=evalf(subs(dat,SI0,%))*K_; |
i.e. -101 ºC. Estos espejos de segunda superficie son muy buenos radiadores, porque absorben poco y emiten mucho.