Kelas: XII

Mata Pelajaran: Fisika

Materi: Radiasi Benda Hitam

Kata Kunci: Hukum Wien

Jawaban pendek:

Sebuah bola R = 3 cm yang bersifat seperti benda hitammenyerap daya 30 kilo kalori dari lingkungannya.

Maka suhu bola itu adalah = 665,2 Kelvin

Jawaban panjang:

Suatu benda hitam akan menyerap panas dari sekelilingnya.Besar dari daya (energi per satuan waktu) pada benda hitam ini dinyatakan dalampersamaan Hukum Wien, atau pendekatan Wien, yang dicetuskan oleh ilmuwan Jerman,Wilhelm Wien pada tahun 1896.

Rumus persamaan Hukum Wien ini adalah:

P = e σ A T⁴

Dimana:

P = daya (besar energi per waktu, dengan satuan watt ataujoule/s)

e = emsivitas benda, untuk benda hitam sempurna nilainyaadalah 1

σ = konstanta Stefan-Boltzman sebesar 5,67 x 10⁻⁸ W/mK⁴

A = luas permukaan benda (dalam satuan m²)

T = suhu mutlak benda (dalam satuan Kelvin)

Karena benda berbentuk bulat, dengan jari-jari (r) sebesar 3cm (setara dengan 0,03 m) maka luas permukaan bola adalah:

A = 4 π r²

    = 4(3,14)(0,03)

    = 0,3768 m²

Benda menyerap 30 kilo kalori dari lingkungan, ini staradengan 4184 joule. Jadi daya (P) dari benda hitam ini adalah 4184 joule perdetik.

Sehingga suhu mutlak benda tersebut adalah:

P = e σ A T⁴

T = ⁴√(P/ e σ A)

   = ⁴√(4184)/((1)( 5,67x 10⁻⁸)(0,3768))

   = ⁴√(4184)/(( 5,67x 10⁻⁸)(0,3768))

   = ⁴√(1958,38 x 10⁸)

  = 665,2 Kelvin