Kamis, 02 April 2015
Setelah kita
membahas konsep radiasi benda hitam, kali ini kita akan mempelajari
penerapannya. Dengan menggunakan prinsip radiasi benda hitam, kita dapat
menentukan daya yang dipancarkan oleh matahari, suhu matahari, dan radiasi yang
dipancarkan oleh tubuh manusia.
1. Penentuan Suhu
Permukaan Matahari
Suhu permukaan
matahari atau bintang dapat ditentukan dengan mengukur daya radiasi matahari
yang diterima bumi. Dengan menggunakan hukum Stefan-Boltzmann, total daya yang
dipancarkan oleh matahari adalah:
PM =
I.A
Jika diketahui:
I = e . σ . TM4
A = luas permukaan matahari = 4πRM
e = 1
maka PM = e .
σ . TM44πRM
Matahari
memancarkan daya yang sama ke segala arah. Dengan demikian bumi hanya menyerap
sebagian kecil.
Pabs = PM (Л RB2/ 4
Л D2 ) = (𝜎TM4)
(4ΠrM2) ( Л RB2/ 4ΠD2
)
Keterangan:
PM : daya yang dipancarkan matahari (watt)
TM : suhu permukaan matahari (K)
RM : jari – jari matahari (m)
σTM4 :
laju radiasi matahari (watt/m2)
Pabs : daya yang diserap bumi (watt)
RB : jari-jari bumi (m)
D : jarak matahari ke bumi (m)
Meskipun bumi
hanya menyerap sebagian daya dari matahari, namun bumi mampu memancarkan daya
ke segala arah. Besar daya yang dipancarkan bumi adalah :
Pemt
= ( 𝜎TB4 ) ( 4 π RB2)
Keterangan:
Pemt : daya yang dipancarkan bumi (watt)
TB : suhu permukaan bumi (K)
Misalnya bumi
berada dalam kesetimbangan termal maka daya yang diserap bumi sama dengan daya
yang dipancarkan. Dengan demikian suhu permukaan matahari adalah :
TM = TB
√2D/RM
2. Radiasi Energi
yang Dipancarkan Manusia
Penerapan radiasi
benda hitam juga dapat diterapkan pada benda-benda yang tidak berada dalam
kesetimbangan radiasi. Sebagian besar energi manusia diradiasikan dalam bentuk
radiasi elektromagnetik, khususnya inframerah. Untuk dapat memancarkan suatu
energi, tubuh manusia harus menyerap energi dari lingkungan sekitarnya. Total
energi yang dipancarkan oleh manusia adalah selisih antara energi yang diserap
dengan energi yang dipancarkan.
PT =
Ppancar – Pserap
Dengan memasukkan
hukum Stefan-Boltzmann diperoleh totalenergi yang dipancarkan manusia sebagai
berikut.
PT =
σAe(T4 – To4)
0 Comments:
Subscribe to:
Posting Komentar (Atom)
