¿Por qué es la emisividad de un cuerpo negro 1?

Bueno … ¿qué significaría que sea otra cosa que 1?

Para que sea cero, eso significaría que refleja toda la energía que recae sobre él. No emite nada, pero para mantener el equilibrio energético, no debe absorber nada. Un espejo perfecto tiene una emisividad de cero.

Para ser mayor que uno, tendría que emitir más energía de la que cayó en él. Eso es obviamente imposible.

Estar entre cero y uno implicaría que era una mezcla de absorción y reflexión. Lo que sea absorbido eventualmente será reemitido; de lo contrario, estaría fuera de equilibrio y violaría la conservación de la energía. Cada objeto en ese rango actúa como un cuerpo negro imperfecto, que absorbe y reemite toda la energía que se le dio. En general, esto variará en diferentes longitudes de onda.

El cuerpo negro perfecto absorbe todas las longitudes de onda entrantes. Los vuelve a emitir, aunque en un rango de frecuencia dado por la ley del cuerpo negro. La totalidad de la energía que se le da es reemitida, y la emisividad es 1. Ningún objeto real hace eso, pero hay algunas aproximaciones bastante buenas en el mundo real.

Un objeto que absorbe toda la radiación que cae sobre él, en todas las longitudes de onda,
se llama cuerpo negro. Cuando un cuerpo negro está a una temperatura uniforme,
su emisión tiene una distribución de frecuencia característica que depende de
la temperatura. Su emisión se llama radiación de cuerpo negro.

Sin embargo, el grafito y el negro de la lámpara, con emisividades superiores a 0,95, son buenas aproximaciones a un material negro. Experimentalmente, la radiación de cuerpo negro puede establecerse mejor como la radiación de equilibrio de estado estacionario en última instancia estable en una cavidad en un cuerpo rígido, a una temperatura uniforme, que es completamente opaca y es solo parcialmente reflectante.

Aquí hay una lista de emisividad de materiales comunes – Materiales de emisividad

Un cuerpo negro es un concepto teórico que explica qué tan bien se comportan los cuerpos “calientes” reales. Es solo una suposición de que existe un cuerpo que absorbe todas las longitudes de onda de radiación que inciden en él, y se llamó cuerpo negro.

Cuando decimos que un objeto tiene una capacidad de absorción de 0,75, queremos decir que este objeto absorbe el 75% de la radiación en comparación con un cuerpo negro que absorbe el 100%.

La emisividad del cuerpo es una cantidad normalizada, tomando el límite superior para un cuerpo negro perfecto y el inferior para un espejo brillante. Aunque en realidad no existe un cuerpo negro perfecto ni un espejo brillante perfecto. Son solo conceptos teóricos.
En consecuencia, se considera que la emisividad de un cuerpo negro perfecto es 1.
Recuerde, es una cantidad adimensional. Por lo tanto, cuando dices que un cuerpo tiene una emisividad de 0.6 significa que emite radiación infrarroja 60% de la de un cuerpo negro.

1. Toda forma de materia con una temperatura (T) superior a cero absoluto (-273.15 ° C / -459.8 ° F) o emite radiación infrarroja de acuerdo con su temperatura. Esto se llama radiación característica. La causa de esto es el movimiento mecánico interno de las moléculas. La intensidad de este movimiento depende de la temperatura del objeto. Dado que el movimiento de la molécula representa el desplazamiento de carga, se emite radiación electromagnética (partículas de fotones). Estos fotones se mueven a la velocidad de la luz y se comportan de acuerdo con los principios ópticos conocidos. Se pueden desviar, enfocar con una lente o reflejar mediante superficies reflectantes. El espectro de esta radiación varía de 0.7 a 1000 μm de longitud de onda. Por esta razón, esta radiación normalmente no se puede ver a simple vista. Esta área se encuentra dentro del área roja de la luz visible y, por lo tanto, se le ha llamado “infra” rojo después del latín.
2. La emisividad es la medida de la capacidad de un objeto para emitir energía infrarroja. La energía emitida indica la temperatura del objeto. La emisividad puede tener un valor de 0 (espejo brillante) a 1.0 (cuerpo negro).

La emisividad de un cuerpo negro perfecto es 1 por definición. Los objetos emmisivos se comparan con esto y dado que nada puede ser perfecto, el resultado siempre es menor que 1.