Antes de entender el equilibrio de la radiación de la Tierra, si no comprendes bien el equilibrio térmico y los métodos de transferencia de energía, te recomiendo leer el artículo a continuación.
1. Movimiento de la energía
Como se mencionó en publicaciones anteriores, los objetos con alta temperatura tienen mucha energía, y los objetos con baja temperatura tienen poca energía.
Además, la energía se mueve del objeto de mayor temperatura al de menor temperatura, lo cual se llama calor.
Y cuanto más energía tiene un objeto, mayor es su temperatura.
Esto es similar a cómo, cuando hay mucha agua en un recipiente, la altura del agua es mayor.
2. Movimiento de energía y cambio de temperatura del objeto
El problema es que este movimiento de energía ocurre continuamente, por lo que la temperatura del objeto cambia constantemente.
En este caso, el cambio de temperatura del objeto puede explicarse mediante la entrada y salida de energía.
Si la cantidad de energía que entra en el objeto es mayor que la que sale, la temperatura del objeto aumenta.
Si la cantidad de energía que entra al objeto es igual a la que sale, la temperatura del objeto permanece constante.
Si la cantidad de energía que entra al objeto es menor que la que sale, la temperatura del objeto disminuye.
Esto se puede explicar con la analogía de una taza de agua que entra y sale.
En las tazas de arriba (a), (b), (c), el agua se suministra y se escapa.
En la taza (a), 3 gotas de agua entran y 1 sale. En este caso, el nivel del agua aumentará.
Esto es igual a la situación 1) de arriba.
En (b), la cantidad de agua que entra en la taza y la que sale es igual, por lo que el nivel del agua no cambiará.
Esto es igual a la situación 2) de arriba.
De la misma manera, la taza (c) es igual a la situación 3) de arriba.
Entender el cambio de temperatura del objeto comparándolo con el cambio de cantidad y nivel de agua hace que sea un poco más fácil de entender.
3. Equilibrio de radiación
El equilibrio de radiación es un estado en el que la cantidad de energía radiante que un objeto absorbe es igual a la que emite, y su temperatura se mantiene constante.
En general, el equilibrio de radiación también puede considerarse un tipo de estado de equilibrio térmico.
La diferencia es que el equilibrio de radiación es un estado de equilibrio alcanzado a través de 'radiación' entre los métodos de transferencia de calor que incluyen convección, conducción y radiación.
Al aprender sobre el equilibrio de radiación, se introduce el 'cuerpo negro', que es una sustancia hipotética que absorbe toda la radiación.
Cuando se asume un cuerpo negro, no es necesario considerar la cantidad de radiación reflejada por el objeto, lo que simplifica las ecuaciones.
Si la cantidad de energía radiante que el objeto absorbe es mayor que la que emite, la temperatura del objeto aumenta.
Si es lo contrario, la temperatura del objeto disminuye.
4. Equilibrio de radiación de la Tierra
La Tierra recibe continuamente energía radiante del Sol.
En términos más simples, la luz solar es energía radiante proveniente del Sol.
A pesar de seguir recibiendo energía, la razón por la que la temperatura de la Tierra se mantiene casi constante es porque la Tierra también emite energía.
Dado que el espacio entre el Sol y la Tierra es casi un vacío, es imposible que la energía se transfiera a la Tierra a través de conducción o convección, y se transfiere en forma de radiación.
La energía que se escapa de la Tierra al espacio también ocurre en forma de radiación.
La energía que se transfiere del Sol a la Tierra se llama energía radiante solar.
Y la energía que se escapa de la Tierra se llama energía radiante terrestre.
5. Diagrama del equilibrio de radiación de la Tierra
Si consideramos el total de energía radiante solar que llega a la Tierra como el 100%, el 30% se refleja en nubes, glaciares, arena, etc., ya que la Tierra no es un cuerpo negro perfecto, y solo el 70% es absorbido.
Dado que la Tierra está aproximadamente en un estado de equilibrio de radiación, la cantidad total de energía radiante que la Tierra emite al espacio también será aproximadamente el 70% de la cantidad inicial de energía radiante solar.
Si lo dividimos un poco más detalladamente, obtenemos la imagen que aparece en los exámenes de práctica.
Aunque se ha vuelto un poco complejo, al calcularlo, la cantidad total de energía que la Tierra absorbe es 70, y la cantidad total de energía que emite también es 70.
La cantidad de energía que absorben y se intercambian la atmósfera y la superficie terrestre se aprende en el curso de secundaria.
6. Conclusión: equilibrio de radiación de la Tierra
El equilibrio de radiación es un fenómeno en el que la cantidad de energía radiante que un objeto absorbe es igual a la cantidad de energía radiante que emite, lo cual mantiene la temperatura constante.
La Tierra absorbe energía radiante solar y emite la misma cantidad de energía radiante terrestre para mantener constante la temperatura, lo que se llama el equilibrio de radiación de la Tierra.
Al desarrollar el contenido, parece que he escrito más que un libro de texto.
Espero que sea útil para los estudiantes de secundaria que están estudiando el equilibrio de radiación de la Tierra.
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