Pertanyaan

Jika kita berada di tepi api unggun maka, adakalor yang terpancar secara radiasi. Hal berikutini benar tentang perambatan kalor secararadiasi, yaitu ...

Jika kita berada di tepi api unggun maka, ada kalor yang terpancar secara radiasi. Hal berikut ini benar tentang perambatan kalor secara radiasi, yaitu ... $\;$

Semakin jauh dari letak api unggun semakin cepat perubahan suhu yang dialami
Semakin jauh dari letak api unggun semakin besar kalor yang diterima
Jika suhu nyala api dibesarkan menjadi 2 kali semula maka dipastikan koefisien radiasinya menjadi $\frac{1}{2}$ kali semula $\;$
Jika suhu nyala api dibesarkan 2 kali lipat maka daya pancar radiasinya juga dua kali lipat $\;$
Jika suhu nyala api dibesarkan 3 kali maka daya pancar radiasinya menjadi 81 kali semula $\;$

N. Puspita

Master Teacher

Jawaban terverifikasi

Jawaban

jawaban yang tepat adalah E.

Pembahasan

Diketahui : T 2 = 3 T 1 Ditanya : P 2 Penyelesaian : Radiasi atau pancaran merupakan perpindahan kalor tanpa memerlukan perantara. Besar laju kalor atau daya serap perpindahan kalor secara radiasi dinyatakan dalam persamaan berikut ini. P = e σ A T 4 dengan P = daya (watt), e = emisivitas (0 < e < 1 benda hitam sempurna: e =1, benda putih sempurna: e =0), σ = konstanta Stefan ( 5 , 67 ⋅ 1 0 − 8 W/m 2 K 4 ), A = luas permukaan benda (m 2 ), dan T = suhu (K). (1). Pilihan jawaban (A): Pada pilihan jawaban A dikatakan bahwa "Semakin jauh dari letak api unggun semakincepat perubahan suhu yang dialami", ini merupakan pernyataan yang salah, karena pada kenyataannya, semakin dekat dengan api unggun, maka akan semakin cepat merasakan panas (yang berarti semakin cepat perubahan suhu yang dialami), begitu juga sebaliknya, semakin jauh dengan api unggun, maka akan semakin lama suatu benda merasakan panas (yang berarti semakin lama perubahan suhu yang dialami). (2). Pilihan jawaban (B): Pada pilihan jawaban Bdikatakan bahwa "Semakin jauh dari letak api unggun semakinbesar kalor yang diterima", ini merupakan pernyataan yang salah, karena pada kenyataannya, semakin dekat posisi suatu benda kepada api unggun maka semakin panas (yang berarti banyak kalor yang diterima), begitu juga sebaliknya, semakin jauh posisi suatu benda kepada api unggun, maka akan semakin sedikit panas yang dirasakan (yang berarti kalor yang diterima sedikit). (3). Pilihan jawaban (C): Pilihan jawaban C mengatakan bahwa "Jika suhu nyala api dibesarkan menjadi 2 kalisemula maka dipastikan koefisien radiasinyamenjadi 2 1 kali semula " berdasarkan rumus hukum Stefan-Boltzmann mengenai radiasi benda hitam: I = A P = e σ T 4 e 1 ∝ T 4 sehingga , e 1 e 2 = T 2 4 T 1 4 e 1 e 2 = ( 2 T 1 ) 4 T 1 4 e 1 e 2 = ( 16 ) T 1 4 T 1 4 e 1 e 2 = 16 1 e 2 = 16 1 e 1 Maka pilihan jawaban Citu pernyataan yang salah karena "jika suhu nyala api dibesarkan menjadi 2 kalisemula maka dipastikan koefisien radiasinyamenjadi 16 1 kali semula" (4). Pilihan jawaban (D): Pilihan jawaban Dmengatakan bahwa "Jika suhu nyala api dibesarkan 2 kali lipat makadaya pancar radiasinya juga dua kali lipat" berdasarkan rumus hukum Stefan-Boltzmann mengenai radiasi benda hitam: I = A P = e σ T 4 P ∝ T 4 sehingga , P 2 P 1 = T 2 4 T 1 4 P 2 P 1 = ( 2 T 1 ) 4 T 1 4 P 2 P 1 = ( 16 ) T 1 4 T 1 4 P 2 P 1 = 16 1 P 2 = 16 P 1 Maka pilihan jawaban Ditu pernyataan yang salah karena "Jika suhu nyala api dibesarkan 2 kali lipat makadaya pancar radiasinya menjadi 16 kali lipat dari daya radiasi semula" (5). Pilihan jawaban (E): Pilihan jawaban Emengatakan bahwa "Jika suhu nyala api dibesarkan 3 kali makadaya pancar radiasinya menjadi 81 kali semula" berdasarkan rumus hukum Stefan-Boltzmann mengenai radiasi benda hitam: P 2 P 1 P 2 P 1 P 2 P 1 P 2 = = = = e σ A T 2 4 e σ A T 1 4 ( 3 T 1 ) 4 T 1 4 81 T 1 4 T 1 4 81 P 1 Maka pilihan jawaban Eitu pernyataan yang benar karena "Jika suhu nyala api dibesarkan 3 kali makadaya pancar radiasinya menjadi 81 kali semula" Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

Diketahui :

T₂ = 3T₁

Ditanya : P₂

Penyelesaian :

Radiasi atau pancaran merupakan perpindahan kalor tanpa memerlukan perantara. Besar laju kalor atau daya serap perpindahan kalor secara radiasi dinyatakan dalam persamaan berikut ini.

$P = e σ A T^{4}$

dengan P = daya (watt), e = emisivitas (0 < e < 1 benda hitam sempurna: e =1, benda putih sempurna: e =0), $σ$ = konstanta Stefan ( $5, 67 \cdot 1 0^{- 8}$ W/m²K⁴), A = luas permukaan benda (m²), dan T = suhu (K).

(1). Pilihan jawaban (A):

Pada pilihan jawaban A dikatakan bahwa "Semakin jauh dari letak api unggun semakin cepat perubahan suhu yang dialami", ini merupakan pernyataan yang salah, karena pada kenyataannya, semakin dekat dengan api unggun, maka akan semakin cepat merasakan panas (yang berarti semakin cepat perubahan suhu yang dialami), begitu juga sebaliknya, semakin jauh dengan api unggun, maka akan semakin lama suatu benda merasakan panas (yang berarti semakin lama perubahan suhu yang dialami).

(2). Pilihan jawaban (B):

Pada pilihan jawaban B dikatakan bahwa "Semakin jauh dari letak api unggun semakin besar kalor yang diterima", ini merupakan pernyataan yang salah, karena pada kenyataannya, semakin dekat posisi suatu benda kepada api unggun maka semakin panas (yang berarti banyak kalor yang diterima), begitu juga sebaliknya, semakin jauh posisi suatu benda kepada api unggun, maka akan semakin sedikit panas yang dirasakan (yang berarti kalor yang diterima sedikit).

(3). Pilihan jawaban (C):

Pilihan jawaban C mengatakan bahwa "Jika suhu nyala api dibesarkan menjadi 2 kali semula maka dipastikan koefisien radiasinya menjadi $\frac{1}{2}$ kali semula $\;$ " berdasarkan rumus hukum Stefan-Boltzmann mengenai radiasi benda hitam:

$I = \frac{P}{A} = e σ T^{4} \frac{1}{e} \propto T^{4} sehingga, \frac{e _{2}}{e _{1}} = \frac{T _{1}^{4}}{T _{2}^{4}} \frac{e _{2}}{e _{1}} = \frac{T _{1}^{4}}{( 2 T _{1} ) ^{4}} \frac{e _{2}}{e _{1}} = \frac{T _{1}^{4}}{( 16 ) T _{1} ^{4}} \frac{e _{2}}{e _{1}} = \frac{1}{16} e_{2} = \frac{1}{16} e_{1}$

Maka pilihan jawaban C itu pernyataan yang salah karena "jika suhu nyala api dibesarkan menjadi 2 kali semula maka dipastikan koefisien radiasinya menjadi $\frac{1}{16}$ kali semula"

(4). Pilihan jawaban (D):

Pilihan jawaban D mengatakan bahwa "Jika suhu nyala api dibesarkan 2 kali lipat maka daya pancar radiasinya juga dua kali lipat" berdasarkan rumus hukum Stefan-Boltzmann mengenai radiasi benda hitam:

$I = \frac{P}{A} = e σ T^{4} P \propto T^{4} sehingga, \frac{P _{1}}{P _{2}} = \frac{T _{1}^{4}}{T _{2}^{4}} \frac{P _{1}}{P _{2}} = \frac{T _{1}^{4}}{( 2 T _{1} ) ^{4}} \frac{P _{1}}{P _{2}} = \frac{T _{1}^{4}}{( 16 ) T _{1} ^{4}} \frac{P _{1}}{P _{2}} = \frac{1}{16} P_{2} = 16 P_{1}$

Maka pilihan jawaban D itu pernyataan yang salah karena "Jika suhu nyala api dibesarkan 2 kali lipat maka daya pancar radiasinya menjadi 16 kali lipat dari daya radiasi semula"

(5). Pilihan jawaban (E):

Pilihan jawaban E mengatakan bahwa "Jika suhu nyala api dibesarkan 3 kali maka daya pancar radiasinya menjadi 81 kali semula" berdasarkan rumus hukum Stefan-Boltzmann mengenai radiasi benda hitam:

$\frac{P _{1}}{P _{2}} \frac{P _{1}}{P _{2}} \frac{P _{1}}{P _{2}} P_{2} = = = = \frac{e σ A T _{1}^{4}}{e σ A T _{2}^{4}} \frac{T _{1}^{4}}{( 3 T _{1} ) ^{4}} \frac{T _{1}^{4}}{81 T _{1}^{4}} 81 P_{1}$

Maka pilihan jawaban E itu pernyataan yang benar karena "Jika suhu nyala api dibesarkan 3 kali maka daya pancar radiasinya menjadi 81 kali semula"

Jadi, jawaban yang tepat adalah E.

Perdalam pemahamanmu bersama Master Teacher
di sesi Live Teaching, GRATIS!

0.0 (0 rating)

Pertanyaan serupa

Pada peristiwa perpindahan kalor secara radiasi, jumlah kalor yang dipancarkan benda per detik adalah....

0.0

Jawaban terverifikasi

Jumlah kalor yang dipancarkan oleh bendayang berpijar dengan suhu lebih besardari 0 K berbanding lurus dengan ....

4.5

Jawaban terverifikasi

Suatu benda hitam bersuhu 27°C memancarkan energi sebesar R . Jika benda hitam tersebut dipanaskan menjadi sampai 327°C, maka energi yang dipancarkan menjadi ....

4.6

Jawaban terverifikasi

Diketahui seseorang yang suhu tubuhnya 27°C duduk dalam ruangan bersuhu 17°C. Jika emisivitas orang tersebut 0,9 dan luas permukaan tubuh yang tidak tertutup sebesar 0,8 m 2 , berapa kecepatan aliran ...

5.0

Jawaban terverifikasi

Bola besi berjari-jari 20 cm dipanaskan sampai dengan 500 K, sedangkan benda benda di sekitarnya bersuhu 300 K. Berapa daya yang diperlukan untuk mempertahankan suhu bola jika permukaannya mempunyai...

4.6

Jawaban terverifikasi