Momentos criticos de la humanidad

Fisica, Historia, Fisica, crisis energetica, energias renovables, energia, relatividad

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Cálculo de la temperatura de los planetas.

 La temperatura de un planeta viene determinada por su intercambio calórico con el sol y la emisión de radiación hacia el espacio infinito descrita por la ley de radiación conocida por la ley de Stefan Boltzman que reza lo siguiente:

 P/A =µT4

 Donde, P/A es la energía por unidad de superficie y unidad de tiempo emitida por el cuerpo negro. µ es una constante de valor 5,67 10-8 watt/m2K4.

 El sol con temperatura de 6000 K, emite aproximadamente según esta ley:

Ps = µAsT4= 3.86 x10^26 watt ; 

 Aes la superficie del sol  

Esta energía a una distancia del sol tiene una densidad superficial de:: Ps/4∏d2que va a impactar sobre el planeta.

Por esta razón la temperatura de los planetas varia según el inverso de la distancia al sol.  La distancia media del sol a la tierra es de 1.5 x 1011 m, por lo tanto, un cuerpo a esta distancia, recibirá una potencia P=1367 W/m2.

La potencia total que cae sobre la Tierra se obtiene multiplicando esta cantidad por la superficie que el planeta presenta a la radiacion del §Sol, i.e. ∏RR es el radio del planeta

 

P=1.74 x 10^17 Watt.

 

 Un 30 % de esta energía es reflejada, así que solo un 70% penetra hasta la superficie: o sea

 

1.22 x 1017 watt.

 

La temperatura necesaria para que la tierra irradie esta potencia es de 255 K (hacerlo como ejercicio, aplicando el mismo calculo que se hizo con el sol), sin embargo la temperatura media del planeta Tierra es de 286 K, esta diferencia se explica por el efecto invernadero de nuestra atmósfera.

 

A continuacion damos las temperaturas teoricas y reales de los diferentes planetas  tratados como cuerpos negros, es decir, emiten segun la ley de Stefan Boltzman.

 

                            teorica          real             

mercurio               175ºC          450ºC              
Venus                     54ºC          475ºC              
Tierra                        5ºC            15ºC              
Marte                      -47ºC          -50ºC             
Jupiter                    -151ºC        -180ºC           
Saturno                  -183ºC        -200ºC           
Urano                     -209ºC        -220ºC             
Neptuno                 -222ºC        -230ºC           
Pluton                     -229ºC       -240ºC             

 

En estos ultimos calculos no hemos tomado en cuenta la cantidad de radiacion del sol que sale reflejada sin aportar calor a la Tierra; que  en el caso de la tierra es de un 30 % aproximadamente, este efecto de reflejar la luz como un espejo, por parte de la Tierra, se llama albedo.

 

 

 


 


¿Que es la física?

 

La mejor manera de definir la física es, precisamente, explicando que es lo que hacen o han hecho los científicos que se autodenominan físicos.  Su trabajo consiste en observar fenómenos que, por naturaleza,  se pueden repetir y explicarlos formulando una ley que es mas general que el fenómeno en particular, Por Ej. Se explican las fases de la luna con las leyes de Kepler sobre el movimiento de un planeta (o satélite) alrededor del sol (o de un planeta). Después se trata de explicar estas leyes con leyes más generales  que pueden explicar tambien otros fenómenos,  en nuestro Ej. Las leyes de Newton, hasta llegar a los principios primeros, en el Ej. La relatividad general de Einstein. Y quizás ésta aún se pueda explicar con una teoría más general que englobe también las leyes de la física nuclear (ley del campo unificado u otras teorías más modernas). Esta puede ser una definición de las ciencias naturales en general, la física es aquella que estudia fenómenos donde no se transforma la materia,  los fenomenos en que la materia se transforma son del dominio de la química, tampoco trata de fenómenos que se observan en los seres vivos, estos son dominio de la biología.

 

 


 

 

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