¿Puede el horno solar alcanzar una temperatura más alta que la superficie del sol?
Supongo que no, pero no estoy seguro de eso. Puedes comprobar mi razonamiento:
-------- Mi razonamiento -----------
Considere al Sol como un cuerpo negro y un radiador (casi) lambertiano. Si hubiera un sistema óptico que pudiera enfocar toda la radiación de un cuerpo negro a otro cuerpo de tal manera que lograra una temperatura más alta, sería posible hacer un demonio de Maxwell, porque puede producir un trabajo útil usando uno. cuerpo como calentador y el segundo cuerpo como enfriador en un motor térmico.
Creo que hay un teorema en óptica que dice que no se puede aumentar la radiación mediante ningún enfoque sin pérdida de potencia. http://en.wikipedia.org/wiki/Spectral_radiance
Sin embargo, no estoy muy seguro de cómo se llama este teorema y qué es un trasfondo. Tampoco puedo hacer un razonamiento riguroso, cómo esto limita la temperatura del horno solar.
Solo puedo decir que dos cuerpos negros de diferentes tamaños en una cavidad elíptica no crean el demonio de Maxwell, debido a este límite de radiación (en realidad, no enfocas toda la luz del cuerpo más grande al más pequeño).
Pero , ¿y si no tengo que usar toda la energía de la luz del sol? Por ejemplo, puede limitar la apertura por diafragma. En este caso se puede aumentar la radiancia sin frenar la segunda ley de la termodinámica ni la invariante de la radiancia. No estoy seguro si en este caso (si sacrificas algo de potencia) puedes obtener una temperatura más alta.
Si es así, ¿es posible formular una ecuación que conecte la eficiencia energética y la diferencia de temperatura para esta " bomba de calor óptica "?
Ciertamente podemos usar el Sol para calentar cosas más calientes que el Sol, por ejemplo, usando células solares para generar electricidad y usarlas para hacer funcionar un horno. Sin embargo, para garantizar que la entropía aumente, debemos realizar adicionalmente un proceso irreversible. De lo contrario, simplemente estamos sacando calor de un cuerpo frío y llevándolo a un cuerpo caliente. La óptica es un proceso reversible y, por lo tanto, no puede usarla sola para hacer una bomba de calor.
La reversibilidad se manifiesta en el hecho de que cada camino óptico desde el Sol hasta el objeto se puede recorrer hacia atrás. Recuerde también que la probabilidad de absorber y la probabilidad de emitir deben estar relacionadas por la termodinámica. Por lo tanto, una vez que su objeto alcanza la misma temperatura que el Sol, su objeto debe estar emitiendo tanta radiación al Sol como el Sol está emitiendo a su objeto. Entonces su temperatura no puede aumentar más allá de la temperatura del Sol.
Tenga en cuenta que el Sol no es un cuerpo negro perfecto. Por lo tanto, uno puede calentar un horno ligeramente más allá de la "temperatura superficial del sol" habitual. Aunque todo esto sería prácticamente indistinguible, la cantidad correcta a utilizar es la entropía de la radiación.
dmckee --- gatito ex-moderador
bebop pero inestable