Sulla radiazione Teoria e applicazioni. Piercarlo ROMAGNONI Dorsoduro Venezia

Documenti analoghi
Effetto serra e bilancio energetico

S P E T T R O S C O P I A. Dispense di Chimica Fisica per Biotecnologie Dr.ssa Rosa Terracciano

La Teoria dei Quanti e la Struttura Elettronica degli Atomi. Capitolo 7

KEY WORDS LA LUCE. Zumtobel. Dario Bettiol Settembre LANGEN FOUNDATION, NEUSS DE ARCHITETTURA: TADAO ANDO JP RENDIMENTO COSTI DI ESERCIZIO

I differenti materiali differiscono per le caratteristiche meccaniche e fisiche.

Trasmissione del calore: Irraggiamento - II parte

Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Laser in medicina 28/2/2004

Tecniche e metodologie diagnostiche non-invasive. Termografia IR. Cristiano Riminesi

Case Histories & Applications intelligent Energy Efficiency. Analisi Energetica delle Strutture

La progettazione bioclimatica degli spazi urbani

T-BAR LED Smartlight TM

Vetri GALLERIA DEL PRODOTTO CARATTERISTICA

Report Analisi Termografica

LUCE E OSSERVAZIONE DEL COSMO

LA MATERIA MATERIA. COMPOSIZIONE (struttura) Atomi che la compongono

Tensioni e corrente variabili

Lampade per distributori di benzina

REALIZZATO NUOVO DISPOSITIVO FOTOVOLTAICO TRASPARENTE INTEGRABILE NEGLI EDIFICI

New York Anta Marilyn Anta

Teoria dell immagine

forno modulare combinato ARIA CALDA - IR - UV

Ottica geometrica. Propagazione per raggi luminosi (pennello di luce molto sottile)

LED:SORGENTE LUMINOSA A BASSO CONSUMO VANTAGGI ED APPLICAZIONI. Saros Energia - Via gabelli, 17 Porcia (PN) - Tel

Distribuzione di carica piana ed uniforme... 32

Unità di misura di lunghezza usate in astronomia

Caratterizzazione comparativa dei contenitori per latte fresco

SPETTROFOTOMETRIA UV/VIS

TUBI IN POLICARBONATO

new versions Nessuna manutenzione Assenza di abbagliamento Più luce e meno consumo Energy Saving High Performance in due nuove versioni:

LA TERMOGRAFIA SPETTRO ONDE ELETTROMAGNETICHE

DK 500V SCHEDA TECNICA ROOF INDICE. 1. Anagrafica. 2. Caratteristiche Tecniche. 3. Certificazioni. 4. Utilizzo. 5. Posa in Opera. 6.

al top dell atmosfera al livello del mare

Linea AMBIENTE. Pannelli radianti in vetro a parete e su piedistallo V 1.5

Relatività Ristretta e Meccanica Quantistica: alcuni esperimenti cruciali. Lezione 1. Genova, 12,13,19,20 Gennaio 2016

Laboratorio di sistemi 3 A Meccanica Energia. Resistività ρ Resistori e resistenza elettrica Ω

Leader Mondiale per EFFICIENZA LUMINOSA

LE RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE IN MEDICINA

La micro-cogenerazione. cogenerazione: inquadramento, efficienza energetica e agevolazioni collegate.

Analisi degli inchiostri mediante spettrofotometria in riflettanza

Phase Haclre. Diode Laser for Hair Removal

Climatizzazione - riscaldamento e raffrescamento

Energia elettrica. L atomo nel suo complesso è neutro perché ha l equilibrio tra protoni ed elettroni presenti nello stesso numero.

EFFETTO MAGNETICO DELLA CORRENTE

Dalla radiazione elettromagnetica alle celle fotovoltaiche TECHNOTOU R

Il sistema di sigillatura "ISOLBLOCK" nelle murature refrattarie di sicurezza

Alcuni tipi di condensatori

Trasmittanza termica

Unità Didattica 1. La radiazione di Corpo Nero

Inquinamento da Campi Elettromagnetici

SEGNALE WIFI PRIETTATO A LUNGHE DISTANZE COSTRUIAMO L ANTENNA A BARATTOLO O CANTENNA

TRASMISSIONE DEL CALORE PER IRRAGGIAMENTO

Introduzione al telerilevamento

La parola elettricità deriva da elektron, termine che gli antichi greci chiamavano una resina naturale,l ambra,dalla quale se strofinata con un

I fototransistor sono transistor incapsulati in contenitori provvisti di una lente, in plastica o in vetro trasparente, che permette alla radiazione

LAVORAZIONE DEI POLIMERI I processi per trasformare granuli e pastiglie in prodotti finiti sono numerosi.

Come funziona? CONSENTE DI VISUALIZZARE e MISURARE L ENERGIA TERMICA EMESSA DA UN OGGETTO SENZA CONTATTO

La termografia infrarossa. Ing. Antonio del Conte

RESISTENZA CERAMICA PELLET. Catalogo FKK Corporation

Raffrescamento a pavimento

SERIE SWP. Scaldacqua a pompa di calore SWP L acqua calda costa meno, finalmente. + Efficienza + Risparmio + Benessere

A cura di Arpa Emilia-Romagna Autori: S. Violanti, M. Ricciotti, F. Zinoni. Che cosa è la radiazione ultravioletta (RUV)?

Radiazione solare. Energia elettrica

L analisi della luce degli astri: fotometria e spettrometria

LE SUPERFICI OPACHE ED I MATERIALI

architecpur: La porta alzante scorrevole CP 155-LS certificata MINERGIE

Sistemi di Telecontrollo GSM (GPRS) per Inverter Fotovoltaici

INDAGINI SPETTROGRAFICHE ANTIFALSIFICAZIONI. Spettrografia all infrarosso

TECNOLOGIA LASER MTOne

CAPITOLO 2 CICLO BRAYTON TURBINE A GAS

01.A15 OPERE DA VETRAIO

Antenne e propagazione. 1 Fondamenti TLC

Generatori di tensione

INTERAZIONI DELLE RADIAZIONI CON LA MATERIA

Sistema orientabile >

innovation in building Tegosolar tegole fotovoltaiche innovative integrate architettonicamente per impianti fino a 20 kw

La Protezione Finale

INVOLUCRO TRASPARENTE

I PRINCIPI DEL RISCALDAMENTO A MICROONDE

Analogamente,sfruttando la variabilità della resistenza in funzione degli sforzi meccanici di trazione o di compressione,si realizzano gli

ESERCIZI PER LE VACANZE ESTIVE

Devyl D ie FF Polar. Scaldabagni istantanei a camera stagna

Elztrip EZ100 Riscaldatore a irraggiamento a pannello singolo per uffici, negozi, ecc.

Automazione di centrali di produzione idroelettriche - Guida per sistemi di controllo basati su computer

CONVEGNO ENERGIA 21 BERGAMO 30 NOVEMBRE 2005 PANNELLI FOTOVOLTAICI E ILLUMINAZIONE PUBBLICA

Documento non definitivo

Distonie normative nella progettazione del vetro strutturale

Ener Green Gate s.r.l.

con il Sole

CONOSCERE LA LUCE. Propagazione nello spazio di un onda elettromagnetica.

Il magnetismo magnetismo magnetite

GROOVE CARATTERISTICHE TECNICHE CARATTERISTICHE E VANTAGGI OTTICHE, TEMPERATURA DI COLORE E CRI APPLICAZIONI

EPBD recast ed il nuovo quadro normativo nazionale: nuovi requisiti minimi e linee guida APE

ISTITUTO DI ISTRUZIONE SUPERIORE J.C. MAXWELL Data: 09/09 /2013 Pag. _1_ di _5 PROGRAMMAZIONE ANNUALE A.S. 2013_ / 2014_

tecnosystems zehnder como Pannelli radianti a soffitto

Illumina la fantasia

EFFETTO FOTOELETTRICO

MATERIALI CERAMICI Classificazione e caratteristiche generali

Esperimento sull ottica

FISICA. isoterma T f. T c. Considera il ciclo di Stirling, in cui il fluido (=sistema) è considerato un gas ideale.

GEOTERMIA PER LA CLIMATIZZAZIONE DEGLI EDIFICI

Transcript:

Sulla radiazione Teoria e applicazioni Piercarlo ROMAGNONI Dorsoduro 2206 30123 Venezia 041 257 12 93 pierca@iuav.it

Radiazione termica q superficiale vuoto q netto Meccanismo di scambio termico tra 2 corpi aventi temperature superficiali diverse, anche se separati dal vuoto q solido Se q solido > q superficiale l energia termica scambiata q netto è diretta dal solido alla superficie dell involucro

Il meccanismo di emissione è correlato all energia rilasciata dall oscillazione o dalla transizione degli elettroni che costituiscono la materia. Il risultato è l emissione di energia. Questa propagazione viene descritta in termini di onde elettromagnetiche ossia di campi elettromagnetici in movimento anche con intensità variabile. Per una modellizzazione della radiazione termica si ricorre ad una descrizione che ne definisce l intensità in funzione della temperatura della superficie radiante q, della lunghezza d onda l della radiazione emessa e della direzione j verso cui la radiazione è emessa.

Onda: qualsiasi perturbazione nel sistema, impulsiva o periodica, che si propaga con velocità ben definita Onde meccaniche: necessitano di mezzo materiale per propagarsi Onde elettromagnetiche: non necessitano di mezzo materiale per propagarsi Vi è trasporto di Energia e di Quantità di moto

Il modello l c f l l Lunghezza d onda, l [m] 20 10 5 2 1 0.2 0.1 0.05 10 20 50 100 200 500 1 k 2 k 5 k 10 k Frequenza, f [Hz]

In fase In opposizione di fase

La materia emette energia nelle sue forme diverse: per gas e solidi semitrasparenti, l emissione è un fenomeno volumetrico per liquidi e solidi, il fenomeno è superficiale (1 mm) Il trasporto di energia a distanza ed in assenza di materia può essere spiegato tramite la propagazione di particelle (fotoni o quanti) o attraverso la propagazione di onde elettromagnetiche di frequenza f (oppure n), velocità c (velocità della luce), lunghezza d onda l

l n c c = velocità della luce [m/ s]; c 0 = 2,9976 10 8 m/s (nel vuoto) n = frequenza [Hz] Modello corpuscolare della radiazione: energia associata ad un fotone e = h n = h c / l Legge di Planck h = costante di Planck = 6,625 10-34 J s

Spettro onde elettromagnetiche il visibile visibile (0,38 0,7) < 0,45 m violetto 0,45 0,5 blu 0,50 0,57 verde Raggi ultra infrarossi 0,57 0,59 giallo violetto 0,59 0,61 arancio > 0,61 m rosso Raggi x Radiazioni termiche Microonde Radar, TV, radio 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 1 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 l [ m] 10 19 10 18 10 17 10 16 10 15 10 14 10 13 10 12 10 11 10 10 10 9 [Hz]

Un confronto

Il bilancio di energia (corpo non trasparente) Energia incidente: I I Energia riflessa: r I Energia assorbita: a I I = r I + a I r I a I per la superficie terrestre r = 0,34 I Corpo trasparente r I a I I = r I + a I + t I t I

Per il fatto stesso di possedere una temperatura finita un corpo emette energia sotto forma di radiazione Anche l energia emessa dipende dalla temperatura del corpo e varia con la lunghezza d onda e la direzione considerata. Si può porre: a = e (Legge di Kirchoff) e = emissività della superficie

Come si possono isolare/ schermare le radiazioni elettromagnetiche? Visibile: materiale non trasparente Infrarosso: materiale non trasparente (?) UV: Raggi x: strato di O 3 in atmosfera lastra di Piombo Raggi : per ridurre del 50% l'intensità di una radiazione gamma occorrono 1 cm di Piombo, 6 cm di cemento o 9 cm di materiale pressato Onde radio: fogli di alluminio

Per schermare un campo elettromagnetico occorrono in generale materiali metallici o comunque che presentino una buona conducibilità elettrica. Per il campo magnetico a bassa frequenza, giova anche una elevata permeabilità magnetica. Il campo elettrico di bassa frequenza (come i 50 Hz degli elettrodotti) è molto facile da schermare, per esempio con della rete metallica. Addirittura un buon effetto schermante è determinato anche dai normali materiali da costruzione, dalla vegetazione o dal terreno. il campo magnetico di bassa frequenza (50 Hz) è invece molto difficile da schermare: per una schermatura efficace occorrono lastre di acciaio o altro materiale ferromagnetico spesse diversi millimetri. Il campo elettromagnetico a radiofrequenza (per esempio a 900 MHz, come nel caso della telefonia cellulare) può essere facilmente schermato da contenitori metallici, ma solo a condizione di realizzare in essi aperture non più grandi di pochi centimetri. Non è quindi possibile, in pratica, schermare efficacemente le abitazioni o gli uffici.

Il vetro rivestito, o vetro con coating, si ottiene mediante il deposito di ossidi metallici sulla superficie e si utilizza in edilizia per controllare e migliorare le prestazioni ottico - energetiche delle vetrate. Esistono due famiglie di vetro coatizzato, definite sulla base del processo produttivo utilizzato: coating on-line: vetro pirolitico coating off-line: vetro magnetronico Per i coating on-line, il processo di pirolisi viene realizzato ad elevata temperatura, durante la formatura del vetro float, ed introduce legami forti tra deposito e vetro. La resistenza superficiale del rivestimento è quindi molto elevata, pari a quella del vetro. Questi coating resistono anche a trattamenti termici successivi, quali tempra, curvatura,... Si possono creare superfici con emissività fino al 13% (contro il 90% del normale vetro float).

Con i coating off-line si producono applicando molti più strati di ossidi metallici, ma possono essere soggetti a deteriorabilità. Pertanto molte tipologie possono essere utilizzate esclusivamente se montate in vetrocamera. Si possono anche applicare strati metallici la cui ossidazione si completa in successivi trattamenti termici (tempra), dando luogo a coating temprabili. Si creano superfici che riflettono e trasmettono la radiazione solare su specifiche lunghezze d onda, con un'emissività estremamente ridotta (fino all'1%, contro il 90% del normale vetro float).

Processi di coating

Materiale Emissività normale Oro lucidato 0,018 Rame lucidato 0,03 ossidato 0,78 Alluminio 0,039 Argilla cotta 0,91 Intonaco, mattoni 0,93 Vetro 0,94 Acqua, ghiaccio 0,966 Cartone bitumato 0,93 Legno 0,94

Profondità [m] Assorbimento selettivo sott acqua

Di nuovo il vetro

Trasmissione «intelligente»: le nuove «smart» windows

Le zone più spesse di una pellicola sottile appaiono blu, poiché le lunghezze d onda più lunghe della luce rossa subiscono un interferenza distruttiva. Le regioni più sottili appaiono rosse perché le lunghezze d onda più corte della luce blu interferiscono distruttivamente.

Radiazioni UV UV-C: 100-280 nm Sterilizzazione UV-B: 280-315 nm Eritema cutaneo, ma anche con proprietà terapeutiche e di sintesi della vitamina D UV-A: 315-380 nm Pigmentazione cutanea

Lampade UV a led

I raggi infrarossi Nome banda Limite superiore Limite inferiore Standard DIN/ CIE IR-A 700nm 1400 nm IR-B 1,4 m 3 m IR-C 3 m 1000 mm Classificazione astronomica Vicino 700 1000 nm 5 m medio 5 m 25-40 m lontano 25-40 m 200-350 m Sistema ingegneristico vicino (NIR) 750 nm 1400 nm onda corta (SWIR) 1,4 m 3 m onda media (MWIR) 3 m 8 m onda lunga (LWIR) 8 m 15 m lontano (FIR) 15 m 1000 m

La Termografia: è una tecnica che consente di rilevare la temperatura superficiale dei corpi analizzati attraverso la misurazione dell intensità di radiazione infrarossa emessa dal corpo in esame utilizzando una termocamera. Le immagini termografiche permettono di visualizzare i flussi di calore uscenti dagli edifici riscaldati, in condizioni di differenze fra la temperatura interna e la temperatura esterna di almeno 10 C. I colori indicano le temperature delle varie parti dell edificio. Accanto ad ogni immagine vi è l indicazione delle temperature, rappresentate attraverso una scala cromatica che va dal blu (parti più fredde) al bianco (parti più calde). Applicazioni: - Edilizia e Certificazione energetica - Restauro e diagnostica - Elettrico / Elettronica - Industria: controllo/qualità processo e corretto funzionamento macchinari -

Analisi Termografia di due edifici: A -Edifico A costruito precedentemente al 1991 (Legge 9 gennaio 1991, n. 10) -Edificio B costruito successivamente al 2005 (Decreto Legislativo 19 agosto 2005, n. 1929) B

Le microonde Lo spettro delle microonde è definito solitamente nell'intervallo di frequenza compreso tra 1 GHz e 1000 GHz, ma altre definizioni includono frequenze minori. La maggior parte delle applicazioni operano tra 1 e 40 GHz. In un forno a microonde viene generato un campo elettrico alternato (magnetron) ad una frequenza normalmente pari a 2,45 GHz con una potenza solitamente compresa tra 100 W ed 1 kw. La camera di cottura è sostanzialmente una gabbia di Faraday che impedisce la fuoriuscita di microonde.

In un forno a microonde non tutta l'energia elettrica assorbita è convertita in microonde. Un apparecchio per uso domestico può assorbire circa 1 1 kw producendo 700 W di microonde. I rimanenti 400 W sono dissipati come calore dai componenti del forno, soprattutto dal magnetron, che è raffreddato da una ventola