Page 119 - Fisika 3.cdr

112 Fisika SMA Kelas XII

A. Radiasi Kalor

Di kelas X kalian telah belajar 3 cara perambatan
kalor yaitu : konduksi, konveksi dan radiasi. Pada bab ini
akan dibahas lebih dalam bagaimana energi dapat diradia-
sikan. Radiasi dapat didefinisikan sebagai pancaran energi
tanpa membutuhkan medium atau perantara sebagai aki-
bat suhu. Peristiwa radiasi ini telah banyak dipelajari oleh
ilmuwan fisika diantaranya seperti di bawah.
1. Hukum Stefan-Boltzmann
Josef Stefan (1835-1873) seorang ahli fisika
Austria, dapat menunjukkan gejala radiasi benda hitam
melalui eksperimen. Hubungannya adalah daya total
per satuan luas yang dipancarkan pada semua frekuensi
oleh benda hitam sebanding dengan pangkat empat suhu
mutlaknya.
Melalui pengukuran langsung juga diketahui bahwa
radiasi dipengaruhi oleh sifat warna benda. Besaran ini
dinamakan koefisien emisivitas, disimbulkan e. Benda hitam
sempurna memiliki e = 1, benda putih sempurna e = 0 dan
benda-benda lain memiliki rentang 0 - 1.
Penemuan Stefan diperkuat oleh Boltzmann, ke-
mudian dikenal sebagai hukum Stefan-Boltzmann. Dan
konstanta pembanding universal σ dinamakan konstanta
Stefan-Boltzmann. Persamaannya dapat dituliskan seperti
di bawah.
I = e σ T 4
P = I . A ..................................(7.1
E = P . t
dengan : I = intensitas radiasi ( watt/m )
2
P = daya radiasi (watt)
E = energi radiasi (joule)
T = suhu mutlak benda (K)
A = luas penampang (m )
2
t = waktu radiasi (s)
σ = konstanta Stefan-Boltzmann (5,67.10
-8
Wm K )
-2
-4
CONTOH 7.1
Suatu benda hitam memiliki suhu 27 C dan mengalami
O
2
2
radiasi dengan intensitas 4.10 watt/m . Luas penam-
pang benda itu 5.10 m Tentukan :
-4
2
a. daya radiasinya,
b. energi radiasi selama 5 sekon,
c. intensitas radiasinya jika benda tersebut dipanasi
hingga suhunya mencapai 327 C !
O
Penyelesaian
A = 5.10 m 2
-4
O
T = 27 C + 273 = 300 K
1
2
I = 4.10 watt/m 2
1
O
T = 327 C + 273 = 600 K
2