Radiación de calor LED

Considere dos cuerpos en el espacio intercambiando calor únicamente por radiación. Llamémoslos una estrella y un planeta.

  1. Si la estrella contiene una fuente de calor y el planeta no, se puede demostrar que la temperatura del planeta no puede ser superior a la de la estrella. Esto suena perfectamente intuitivo y se explica, por ejemplo, en este artículo hipotético: https://what-if.xkcd.com/145/
  2. ¿Cambiaría la situación si la fuente de radiación electromagnética de la estrella no fuera su temperatura, sino que fuera producida por algún otro mecanismo? Por ejemplo, si su superficie estuviera cubierta de LED. A lo que me refiero con esto es a una situación hipotética en la que tenemos un cuerpo frío que emite luz y otro cuerpo sin ninguna fuente de calor que se calienta con esta luz y, finalmente, alcanza una temperatura más alta que el primer cuerpo. ¿Podría pasar esto?

Otra forma de pensar en esto es la diferencia entre una bombilla convencional y una LED. La bombilla produce luz al calentar un alambre. Cuando colocamos la bombilla como única fuente de calor en una caja con otros objetos, el cable será el lugar más caliente. Por otro lado, ¿puedes poner un LED en una caja utilizando una disposición inteligente de lentes o algo similar y calentar algún otro objeto a una temperatura superior a la del propio LED?

Un buen ejemplo: horno microondas.
@fraxinus, iba a decir "un cortador láser", pero el tuyo es aún mejor.
@fraxinus Recuerde, el punto vital en el "Qué pasaría si" es "Los lentes y los espejos no agregan energía, no funcionan de forma gratuita". Si logra agregar energía, entonces sí puede hacer que el objetivo sea más caliente. Un horno está agregando energía.
@jean sí, también lo hacen los LED en OP.
Parte de mi confusión era si la luz visible también transportaba calor, a diferencia de la parte infrarroja del espectro (o mejor dicho, si se convierte en calor cuando es absorbida por un objeto). El ejemplo de las microondas ilustra muy bien que la radiación electromagnética en todas las frecuencias tiene algo de energía que debe ir a alguna parte cuando se absorbe.
@fraxinus Supongo que no porque debe "bombear" el calor del LED y de alguna manera el curso natural de las cosas (el calor del objetivo más caliente al LED) no sucede
@jean existe algo así como "temperatura de brillo" (ver wiki). Usando una fuente con cierta temperatura de brillo, puede calentar el objetivo hasta esa temperatura de brillo. Bueno, el uso de algunos espejos selectivos de frecuencia puede evitar que el objetivo caliente demasiado la fuente y la fuente puede necesitar enfriamiento para funcionar en primer lugar.

Respuestas (1)

Sí, puede controlar la temperatura de algún objetivo por encima de una fuente mediante el uso de luz.

La transferencia de calor es un proceso basado en la diferencia de temperatura que siempre mueve energía para equilibrar las temperaturas. Pero podemos mover la energía a través de otros métodos, y esa transferencia de energía se puede usar para cambiar la temperatura de un objeto.

De hecho, pensemos en tu bombilla convencional. ¿Cómo se calienta tanto en primer lugar? Podemos usar una batería a temperatura ambiente y unos cables alimentan la bombilla de una linterna, calentándola (mucho) más que el resto del circuito. La energía se mueve, pero no a través del calor. En lugar de que la energía eléctrica sea el mecanismo, podríamos impulsar un eje, tirar de una cadena o enviar radiación EM.

Sería posible usar algo como un LED (o mejor, un láser) para elevar la temperatura de un objetivo a través de la radiación EM impulsada. Pero esto no es transferencia de calor. Entonces, su título de "radiación de calor LED" no describe lo que está sucediendo.

Radiación de calor LED
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