La radiación solar

CALENTADOR DE AGUA SOLAR ECOLOGICO

PRESENTADO POR:

NATALIA MONTES DE OCA GONZÁLEZ

PRESENTADO A:

ANGGIE MARICEL ACERO OMAÑA

FACULTAD DE INGENIERIA BIOMEDICA

2012-1

PARAMETROS DE RADIACIÓN SOLAR

La radiación solar que es la misma energía que emite el sol y que es recibida en la superficie terrestre es quien se encarga de todas la variación que ocurren en los meses, semanas, días y años y además es la fuente de los fenómenos meteorológicos. Por medio de la radiación solar se trasmiten energía en forma de ondas electromagnéticas, en línea recta a 300.000 Km por segundo.

[3]Cuando esta radiación alcanza el límite superior de la atmósfera está formada por rayos de distinta longitud de onda:

• Los rayos ultravioletas: no son visibles y tienen muy pequeña longitud de onda.

• Los rayos luminosos: son los únicos visibles; su longitud de onda corresponde al violeta y al rojo, respectivamente, ya que varía entre 0,36 y 0,76 micrones.

• Los rayos térmicos o caloríferos: tampoco son visibles y su longitud de onda es mayor de 0,76 micrones. Son los rayos infrarrojos.

El valor de la radiación solar para un cm cuadrado, expuesto perpendicularmente a los rayos solares en el límite superior de la atmósfera, es de dos calorías por minuto, aproximadamente. Este valor se llama Constante Solar.

Variaciones: No toda la radiación solar incidente en el límite de la atmósfera llega a la superficie terrestre; esto se debe a que la capa gaseosa actúa sobre ella produciendo distintos fenómenos:

 Absorción: la energía térmica sale de la radiación del el flujo de radiación que penetra en la atmósfera aumentando la temperatura e irradiando calor hacia la tierra y el espacio interplanetario.

 Reflexión: cunando la radiación que incide sobre un cuerpo es desviada o devuelta sin modificar sus caracteres; ya que en algunos casos la radiación es absorbida por parte en gases u otras partículas y la demás radiación se refleja.

 Dispersión: En este caso la radiación modifica sus caracteres al ser devuelta o desviada a diferencia de la reflexión en la cual no se modifican sus caracteres. [En la alta atmósfera la radiación solar es dispersada por las moléculas de los gases del aire: los rayos luminosos de onda más corta (violeta y azul) son más fácilmente dispersados, dando el color azulado al cielo. Los demás, (rojo, anaranjado, amarillo), llegan casi directamente al suelo, sin dispersarse; se dispersan cuando atraviesan capas atmosféricas de espesor considerable, como ocurre en los crepúsculos: en estos casos el cielo presenta un color que va del amarillo al rojo intenso [3]].

La reflexión y dispersión de los rayos solares dan como resultado la radiación solar difusa: a ella corresponden las primeras luces antes de la salida del Sol y gracias a su existencia el pasaje del día a la noche y viceversa se hace en forma gradual.

Efectos

Los rayos del Sol resultan muy debilitados cuando se hallan cerca del deben atravesar una capa atmosférica mayor para llegar a la superficie de la tierra que cuando caen perpendicularmente. Dependiendo de la inclinación de los rayos solares hacia el horizonte así será la intensidad la cual corresponde a una superficie que recibe los rayos solares verticalmente; la menor intensidad, cuando los rayos solares llegan con mucha oblicuidad.

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La prueba del calentador de agua solar se realizara en el mes de marzo en que se ve una radiación solar de 4,60, lo cual nos puede ayudar a un óptimo desarrollo de las pruebas ya que es una radiación alta y facilitaría probar el funcionamiento del calentador de agua solar ecológico.

PARÁMETROS DE EFICIENCIA

Es la capacidad de un sistema de no convertir tanta energía en calor en vez de fuerza.

Por ejemplo un motor altamente eficiente es el que te da más movimiento sin tanto aumento de temperatura.

Hasta ahora el sistema más eficiente termodinamicamente es el cuerpo humano y eso que gran parte de la energía que produce es calor.

El Segundo principio de la Termodinámica establece una importante limitación a cualquier transformación que utilice calor o trabajo o energía útil, sea o no económica; nos dice que todo al utilizar trabajo lo reduce. De acuerdo con él, los productos de toda transformación económica contienen solo una parte del trabajo o calor útil utilizado para su obtención, en otras palabras, la producción supone una reducción de la exergía1 y un aumento de la entropía del universo.

Eficiencia térmica

[La eficiencia térmica de cualquier motor calórico se define arbitrariamente como:

Es decir, la fracción de calor absorbido que se obtiene como trabajo producido... la eficiencia térmica de un motor de Carnot está dada por

(Abbott y Vanness, 36)]

Interpretación física de la entropía y del segundo principio

[La termodinámica constituye un poderoso formalismo de gran generalidad, edificado sobre muy pocas y muy simples hipótesis. El concepto central introducido a través de estas hipótesis es la entropía... En el formalismo resultante, no obstante, la entropía es uno de los parámetros extensivos del conjunto, junto con la energía, el volumen, el número de moles y el momento magnético. Puesto que cada una de estas últimas cantidades tiene una clara interpretación física, resultaría extraño realmente si la entropía únicamente estuviese exenta de una interpretación física. (Callen, 329)]

Interpretación estadística de la entropía de un sistema

Boltzmann introdujo la definición de entropía de un sistema como la medida de su nivel de desorden. La evaluación del grado de desorden de las partículas de un sistema puede hacerse referido a distintas variables definiendo la función HB como

Entonces, se define la magnitud S, llamada entropía, por

S = k HB

Donde k es la constante de Boltzmann.

Cuando el

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