Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Cubo de Leslie

Un cubo Leslie (izquierda) y un detector térmico (derecha). Un cubo de Leslie es un dispositivo utilizado para medir o demostrar las variaciones en la radiación térmica emitida ...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
Un cubo Leslie (izquierda) y un detector térmico (derecha).

Un cubo de Leslie es un dispositivo utilizado para medir o demostrar las variaciones en la radiación térmica emitida por diferentes superficies a la misma temperatura. Consiste en un cubo lleno de agua con diferentes recubrimientos en cada superficie. Permite demostrar las diferentes emisividades de distintos materiales.

Dispositivo

Descripción del cubo Leslie por Draper en 1861

El cubo

El cubo de Leslie fue ideado en 1804 por John Leslie (1766-1832), matemático y físico escocés. [ 1 ] En la versión del experimento descrita por John Tyndall a finales del siglo XIX, [ 2 ] uno de los lados verticales del cubo está recubierto con una capa de oro, otro con una capa de plata, un tercero con una capa de cobre y el cuarto con un barniz de ictiocola . El cubo está hecho de un bloque sólido de metal con una cavidad central. En su uso, la cavidad se llena con agua caliente; todo el cubo tiene esencialmente la misma temperatura que el agua.

Espejo y detector

Leslie añadió un espejo cóncavo junto al cubo para concentrar el calor radiante en un termómetro. Utilizó un termómetro diferencial que consistía en un tubo capilar en forma de U, con un brazo muy estrecho y el otro más ancho. En cada extremo del tubo había bulbos de vidrio sellados idénticos, llenos de aire, formando un sistema cerrado. Los capilares estaban llenos de ácido sulfúrico teñido de carmín. Cuando un bulbo recibía más calor radiante que el otro, la columna de líquido en el capilar se movía, reflejando este desplazamiento la diferencia de temperatura entre ambos bulbos. Para medir el calor radiante, el instrumento se colocaba de manera que un bulbo quedara situado en el punto focal de un espejo cóncavo. [ 3 ]

Explicación moderna

Las imágenes superiores del cubo de Leslie (en color) son termografías generadas por una cámara infrarroja; las imágenes inferiores en blanco y negro son fotografías tomadas con una cámara convencional. La cara del cubo pintada de negro emite radiación térmica con gran intensidad. La cara pulida del cubo de aluminio emite mucha menos radiación, y el reflejo de la mano caliente se aprecia con claridad.

En términos contemporáneos, la emisividad de los metales brillantes es baja. El ictiocola es un pegamento orgánico y tiene una emisividad mucho mayor que los metales. El cubo de Leslie todavía se usa para demostrar y medir las variaciones en la emisividad de diferentes materiales. [ 4 ] En la figura, las imágenes en falso color ( termografías ) de un cubo a unos 55  °C se tomaron con una cámara infrarroja; las fotografías en blanco y negro se tomaron con una cámara común. La cara negra del cubo es altamente emisiva, como lo indica el color rojizo de la termografía. La cara pulida y similar a un espejo del cubo de aluminio emite radiación térmica débilmente, como lo indica el color azul. El reflejo de la mano del experimentador es verde, lo que corresponde a una superficie de alta emisividad cerca de la temperatura corporal (37  °C). Las fotografías también muestran que la superficie pintada de blanco es casi tan emisiva como una superficie negra.

Legado

FUNcube-1 en la sala limpia antes de su lanzamiento.

Una versión moderna del cubo de Leslie forma parte de la estructura de un pequeño satélite en órbita terrestre conocido como FUNcube-1 y registrado como una nave espacial neerlandesa. Lanzado en noviembre de 2013, demuestra la absorción y emisión de radiación solar en el espacio mientras el satélite orbita bajo la luz solar directa y durante un eclipse, y rota sobre sus tres ejes. [ 5 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Leslie, John (1804). Una investigación experimental sobre la naturaleza y la propagación del calor . Edimburgo: J. Mawman. págs. 36–48 . 
  2. ↑ Tyndall, John (1915). El calor como modo de movimiento (6.ª ed.). D. Appleton . pág. 297 .  El prefacio de este libro está fechado en 1886; parece ser una reimpresión de una versión anterior.
  3. ↑ "Aparato de John Leslie para investigar la radiación térmica - Grupo de Trabajo de Física - Universidad Europea de Flensburg (EUF)" . www.uni-flensburg.de . 3 de noviembre de 2025. Consultado el 13 de mayo de 2026 .
  4. ↑ Vollmer, Michael; Möllmann, Klaus-Peter (2011). Imágenes térmicas infrarrojas: fundamentos, investigación y aplicaciones . John Wiley & Sons . págs. 36–38 . ISBN  9783527641550.
  5. ↑ "Bienvenido al sitio web de FUNcube" . Consultado el 20 de julio de 2014 .

Lecturas adicionales

  • Draper, John William (1861). Libro de texto de química . Nueva York: Harper and Brothers . pág. 68. draper , john william. En 1856, Draper describió el dispositivo como un recipiente cúbico de latón colocado sobre un vástago vertical giratorio. A poca distancia se encuentra el bulbo ennegrecido de un termómetro diferencial. Un espejo refleja los rayos infrarrojos del cubo hacia el bulbo. Una de las caras del cubo se deja con una superficie limpia, otra con una capa de barniz, la tercera con dos y la cuarta con tres. Se observó que la emisión de calor aumentaba con el número de capas. En los experimentos de Macedonio Melloni , se determinó que la tasa máxima de radiación se alcanzaba con 16 capas.
  • Leslie, John (1804). Una investigación experimental sobre la naturaleza y la propagación del calor . Edimburgo: J. Mawman. John Leslie.
  • Leslie, John (1813). Breve reseña de experimentos e instrumentos, que dependen de las relaciones del aire con el calor y la humedad . Edimburgo: William Blackwood . John Leslie matemáticas.
  • Olson, Richard (septiembre de 1969). "Una nota sobre el cubo de Leslie en el estudio del calor radiante". Annals of Science . 25 (3): 203– 208. doi : 10.1080/00033796900200111 .
  • Poynting, John Henry; Thomson, Joseph John (1906). Un libro de texto de física . Londres: Charles Griffin and Company. págs. 230-231 . cubo de Leslie.