A radiação térmica é uma radiação eletromagnética gerada pelo movimento térmico das partículas eletricamente carregadas que formam a matéria.

Portanto, toda matéria, com temperatura superior ao zero absoluto, emite radiação térmica.

Por ser uma radiação eletromagnética, a transferência de calor por radiação ocorre mesmo no vácuo.

Exemplos importantes desta forma de transferência de calor são:

1. • o aquecimento da terra pelo sol;
   

2. • a lâmpada incandescente.
   

Por se tratar de um fenômeno relacionado a partículas da matéria, seu comportamento só foi corretamente explicado após a descoberta da física quântica.

Planck, um dos pais da física quântica, propôs, em 1900 que a função de distribuição da radiação emitida por um corpo negro seria dada por:

Onde:

1. • i é a intensidade espectral de radiação com relação ao comprimento de onda da radiação [W/(m2.sr.m)]
   

2. • h é a constante de Planck [6,62606957e-34 J.s];
   

3. • c é a velocidade da luz no meio em questão [ 299.792.458 m/s no vácuo];
   

4. • λ é o comprimento de onda da radiação [m];
   

5. • T é a temperatura do corpo negro [K];
   

6. • k é a constante de Boltzmann [ 1,3806488 e-23 J/K].
   

De acordo com a expressão acima, a intensidade espectral de radiação do corpo negro independe da direção, ou seja, o corpo emite calor em todas as direções.

A intensidade total será dada pela integral da expressão acima com relação ao comprimento de onda e toda a área. Esta integral é dada pela expressão abaixo:

Onde:

1. • σ é a constante de Stefan-Boltzmann [5,6696e-8 W/m2/K4];
   

A intensidade espectral  de radiação normalizada com relação a temperatura é chamada de função corpo negro e é dada pela expressão abaixo:

Referências:

Mahan, J.R., Radiation Heat Transfer, John Wiley & Sons, New York, 2002

A figura abaixo apresenta mostra o gráfico desta expressão. A grande vantagem desta expressão é que ela não muda e pode ser utilizada para resolver diversos problemas. Importante notar que o valor máximo ocorre para λT igual a 2898 μm.K e é normalmente conhecido como Lei de Wien.

Em decorrência desta lei, os corpos aquecidos começam a emitir luz quando atingem a temperatura de 798 K, chamada de ponto de Draper. Esta emissão começa com um tom vermelho escuro e com o aumento da temperatura passa para um tom mais azulado até atingir o “branco quente”.