Si fueras invisible, ¿también tendrías frío?

Question

Si fueras invisible, ¿también tendrías frío? (Dado que la luz pasa a través de ti, la radiación térmica también debería hacerlo).

Además, me gustaría saber si estuvieras usando ropa invisible, ¿te mantendrían caliente? En mi opinión, la radiación de calor del cuerpo pasaría a través de la tela.

¿Es necesario ser permeable a la radiación de calor para ser invisible? ¿Podría existir una forma de invisibilidad (hablando hipotéticamente, por supuesto) que te haga permeable para la luz en el espectro visible, pero no para la radiación de calor? ¿Pueden separarse esas dos cosas?

Answer 1

No necesariamente. El vidrio es transparente y puede ser calentado con convección, conducción y algo de radiación. Mantendrá cualquier temperatura a su alrededor.

Answer 2

Aunque la premisa de esta pregunta es, bueno, cuestionable, responderé porque los capas de invisibilidad sí existen. Por supuesto, hasta ahora funcionan de manera imperfecta, de formas poco prácticas, y solo para un espectro estrecho de luz. Y esta última parte es la clave. Solo porque algo doble la luz de un color no significa que doblará la luz de otro. Cuando se discute coloquialmente la invisibilidad, se sobreentiende la luz visible; sin embargo, la radiación térmica es principalmente infrarroja. Así que si estás de pie en el centro de una capa de invisibilidad, probablemente seguirá irradiando calor.

Y, por supuesto, la radiación no es la única forma de transferir calor. También están la conducción y la convección, así que no olvidemos esos.

Answer 3

Dos puntos clave para recordar:

1. La radiación no es la única forma de transferencia de calor. También existen la conducción y la convección.
2. Ser invisible no solo significa que no debes absorber ninguna luz. También significa que no debes emitir ninguna.

Desde la perspectiva de la transferencia de calor, volverte invisible sería similar a usar un traje corporal ajustado hecho de mylar reflectante (como las mantas de emergencia).

Definitivamente podrías mantenerte caliente con ropa invisible. Piensa en cómo el interior de un invernadero se mantiene cálido.

Todo el espectro electromagnético transporta calor, pero si con "radiación de calor" te refieres solo al infrarrojo, entonces sí, puedes absorberlo o reflejarlo mientras dejas pasar la luz visible.

Answer 4

Balance térmico
El balance térmico de un cuerpo humano ha sido discutido, por ejemplo, en esta pregunta: Ley de Stefan-Boltzmann aplicada al cuerpo humano. Hay algunos puntos a tener en cuenta (algunos ya mencionados en otras respuestas):

• La radiación no es el único mecanismo de pérdida de calor (también debemos tener en cuenta la conducción de calor y la convección)
• La ropa juega un papel importante en mitigar las pérdidas de calor (o prevenir el sobrecalentamiento).
• La capa de invisibilidad no necesariamente es igualmente transparente en ambas direcciones - es decir, puede contener la radiación emitida por el cuerpo, sin permitir que la radiación externa entre.
• Invisibilidad puede aplicarse a diferentes rangos espectrales: invisibilidad óptica (como en los cuentos de hadas), invisibilidad a los radares (como en los bombarderos B2, que son muy visibles para el ojo humano), invisibilidad a las cámaras infrarrojas, etc.

Balance térmico sin radiación externa
Para temperaturas ambientales por debajo del límite de la zona térmica neutral (ver la discusión en el enlace anterior) el balance de calor depende de la absorción de la radiación ultravioleta. Si la capa de invisibilidad no permite la penetración de esta radiación, uno realmente se sentiría incómodamente frío. Sin embargo, como se mencionó anteriormente, la invisibilidad implica principalmente la falta de visibilidad en la parte del espectro radio-infrarrojo-visible, es decir, cualquier capa de invisibilidad realista probablemente permitiría la radiación ultravioleta.

Por otro lado, en condiciones por encima de la temperatura crítica superior de la zona de neutralidad térmica, es preferible estar protegido de la radiación externa, para evitar el sobrecalentamiento, es decir, la discusión en el párrafo anterior necesita ser revertida mutatis mutandis.

Finalmente, estos efectos se minimizan cuando uno está protegido de la luz solar o durante la noche.

Actualización
Creo que una discusión adecuada de esta pregunta requiere dos definiciones clave:

• ¿Qué significa ser invisible?
• ¿Qué significa sentir frío?

Sentir frío
Sentir frío se refiere al balance de temperatura, que se discute detalladamente en la publicación enlazada anteriormente y los enlaces allí. Significa el balance entre el calor obtenido del metabolismo interno (digestión de alimentos) y la radiación absorbida vs. el calor perdido a través de la radiación, convección y conducción de calor. Este es el tema desarrollado en la respuesta principal.

Invisibilidad
Invisible significa no ser visto por los ojos o un detector. Por lo tanto, no es absoluto - depende del rango del campo electromagnético detectado y del método de detección. Se pueden distinguir al menos tres situaciones:

Infrarrojo: Radiación emitida por el cuerpo
Las cámaras infrarrojas típicamente detectan la radiación emitida por el cuerpo, que es más caliente que el entorno. Ser invisible para las cámaras infrarrojas significa reducir la emisión de la radiación, esto se puede lograr reteniendo el calor adentro, o reemitiéndolo en un rango de frecuencia diferente, o asegurándose de que se disipe rápidamente (haciendo que el cuerpo esté borroso en lugar de invisible).

Óptico: radiación dispersada por el cuerpo
En el sentido convencional, la invisibilidad significa no ser visto por los ojos o la cámara fotográfica. En este caso, la luz es la dispersada - por ejemplo, la luz del Sol. La invisibilidad puede lograrse haciendo que el objeto sea transparente, o imitando la transparencia a través de sistemas ingeniosos de guía de ondas o holográficos. De nuevo, podemos hablar sobre hacer que el objeto esté borroso en lugar de realmente invisible manipulando cómo se dispersa la luz.

Radio: localización activa
Otro uso frecuente de la invisibilidad es en el contexto de los aviones stealth. En este caso, el método de detección es principalmente el radar, que envía ondas de radio que son reflejadas por el avión. Ser invisible para el radar significa entonces reducir la intensidad de las ondas reflejadas en la dirección del radar o simplemente absorber esta radiación - en el sentido óptico, el objeto entonces parece negro en lugar de invisible.

Answer 5

También, no olvides que no todo el calor proviene de fuera de nuestros cuerpos. Convertimos una cantidad justa de azúcar en calor.