Daya radiasi benda hitam tersebut jika suhunya berubah menjadi 1/2T adalah  30 mW. Simak penjelasan berikut!

Pembahasan

Perpindahan kalor dapat dilakukan dengan berbagai cara. Berikut adalah macam perpindahan kalor.

1) Konduksi

Konduksi adalah perpindahan kalor tanpa disertai perpindahan partikel-partikelnya. Daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut.

H = Q/t = kAΔT / L

dengan

H = daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu (J/s)

Q = energi kalor (J)

k = konduktivitas bahan (Wm⁻²K⁻¹)

A = luas penampang bahan (m²)

ΔT = selisih suhu (K)

L = panjang benda (m)

t = waktu (s)

2) Konveksi

Konveksi adalah perpindahan kalor dengan disertai perpindahan partikel-partikelnya. Daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut.

H = Q/t = hAΔT

dengan

H = daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu (J/s)

Q = energi kalor (J)

h = koefisien konveksi (Wm⁻²K⁻¹)

A = luas permukaan bahan (m²)

ΔT = selisih suhu (K)

t = waktu (s)

3) Radiasi

Radiasi adalah perpindahan kalor tanpa zat perantara. Daya atau energi kalor tiap satu satuan waktu dapat dirumuskan sebagai berikut.

P = Q/t = eσAT⁴

dengan

P = daya radiasi atau energi kalor tiap satu satuan waktu (J/s)

Q = energi kalor (J)

σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67 × 10⁻⁸ Wm⁻²K⁻⁴)

e = emisivitas bahan (0 < e < 7) ...  (e = 1 untuk benda hitam)

A = luas permukaan bahan (m²)

T = selisih mutlak (K)

t = waktu (s)

Diketahui

Daya radiasi benda pada suhu T, P₁ = 480 mW

Suhu awal T₁ = T

Suhu kedua T₂ = 1/2 T

Ditanya

Daya radiasi benda pada suhu 1/2T = P₂

Penyelesaian

P₁ : P₂ = eσAT₁⁴ : eσAT₂⁴   ... (e, σ, dan A sama, maka dapat dihilangkan)

P₁ : P₂ = T₁⁴ : T₂⁴

480 mW : P₂ = T⁴ : (1/2T)⁴

480 mW : P₂ = T⁴ : 1/16 T⁴ ... (T⁴ dapat dihilangkan)

480 mW : P₂ = 1 : 1/16

P₂ = 480 mW × 1/16

P₂ = 30 mW

Kesimpulan

Jadi, daya radiasi benda hitam tersebut jika suhunya berubah menjadi 1/2T adalah  30 mW.

Pelajari lebih lanjut

1. Materi tentang kalor: yomemimo.com/tugas/21342706

2. Konversi suhu: yomemimo.com/tugas/21236269

Detail jawaban

Kelas: 11

Mapel: Fisika

Bab: Suhu dan Kalor

Kode: 11.6.5

Kata kunci: kalor, daya, perpindahan, radiasi, suhu, benda, hitam, memancarkan