Ley de Stefan-Boltzmannзакон
Imagina un horno: cuanto más lo calientas, más calor emite, es intuitivo. Pero la ley de Stefan-Boltzmann dice que la potencia emitida no crece simplemente mucho, ¡sino como la cuarta potencia de la temperatura! Es decir, si calientas una plancha de 300°C a 600°C (el doble de caliente en temperatura absoluta), emitirá 16 veces más calor. Analogía: es como si tuvieras una manguera de jardín y al abrir un poco el grifo, la presión del agua aumentara desmesuradamente. Lo mismo ocurre con la luz y el calor de un cuerpo caliente.
How it works
¿Alguna vez has calentado las manos sobre una hoguera? Cuanto más caliente está el fuego, más fuerte es la sensación de calor: la ley en acción. En ciencia se usa en astrofísica para determinar la luminosidad de las estrellas a partir de su temperatura y radio: conociendo la temperatura (por ejemplo, mediante la ley de Wien) y el tamaño, se puede calcular cuánta energía emite y compararla con el brillo observado. También en esta ley se basan los pirómetros, instrumentos que miden la temperatura por radiación, e incluso el cálculo del balance térmico de las naves espaciales.
💡 Gracias a esta ley entendemos por qué el Sol, sin ser tan grande en términos cósmicos, brilla más de 400 veces más que si tuviera la temperatura del cuerpo humano. Si el Sol se enfriara a 4000°C en lugar de los actuales 5500°C, recibiríamos la mitad de luz y la vida en la Tierra sería diferente. Una bombilla incandescente brilla débilmente precisamente porque su filamento solo se calienta hasta 2500°C; si estuviera a la temperatura del Sol, se evaporaría al instante.
j = \sigma T^4
j — densidad de flujo radiante (flujo de energía por unidad de área por unidad de tiempo); σ — constante de Stefan-Boltzmann (σ ≈ 5.67×10⁻⁸ W·m⁻²·K⁻⁴); T — temperatura absoluta.