(1). Contoh Soal Radiasi Benda Hitam Boltzmann
Cara mengerjakan soal radiasi benda hitam Boltzmann. Sumber soal : les privat online.
Jika suhu mutlak benda adalah T, menurut Stefan Boltzmann daya radiasi benda hitam sebanding dengan ….
a. T b. 2T c. T2 d. T3 T4
Perbandingan jumlah energi radiasi kalor yang dipancarkan tiap sekon dengan suhu masing-masing 47 & 273 C.
Dua benda hitam sempurna benda hitam pertama ber suhu 300 K luas permukaan 1 cm2, benda hitam kedua bersuhu 300 K luas permukaan 2 cm2, hitung perbandingan daya atau energi radiasi tiap detik nya.
Perbandingan jumlah energi yang dippancarkan tiap sekon oleh benda hitam pada temperatur 300K dan 900 K adalah.
Perhatikan pernyataan-pernyataan tentang energi radiasi berikut energi radiasi kalor oleh suatu permukaan.
(1) berbanding lurus dengan pangkat empat suhu mutlaknya.
(2) berbanding lurus dengan luas permukaannya.
(3) dipancarkan berupa gelombang elektromagnetik.
(4) dipancarkan hanya melewati media udara.
Sebuah benda hitam sempurna dengan luas permukaan 10 cm2 bersuhu 1000 K. Jika tetapan Stefan Boltzmann 5,67 x 10-8 Wm-2K-4, energi yang dipancarkan setiap satu sekon adalah.
pada suhu 27 C permukaan sebuah benda memancarkan energi persatuan waktu sebesar R Joule. Jika suhunya ditingkatkan menjadi 127 C, energi persatuan waktu yang dipancarkan akan menjadi.
Sebuah benda hitam sempurna berupa bola dengan jari-jari 1 cm bersuhu 400 K, besarnya energi. Besarnya energi persekon yang terpancar dari benda jika diketahui tetapan Stefan Boltzmann 5,67 x 10-8 Wm-2K-4 adalah.
Energi per sekon yang dipancarkan dalam bentuk daya radiasi benda hitam 16 kali energi yang dipancarkan tersebut pada suhu sebelumnya 2000 K maka suhu denda hitam sekarang.
Bola logam yang dipanaskan pada suhu 227 C memancarkan radiasi dengan intensitas 2000 Watt/m-2. Koefisien Emisivitas bola logam benda hitam tersebut adalah.
(2). Grafik Intensitas Maksimum Radiasi Benda Hitam Sempurna Panjang Gelombang Radiasi Maksimum
22. Grafik menyatakan hubungan intensitas gelombang (I) terhadap panjang gelombang, pada saat intensitas maksimum (λm) dari radiasi suatu benda hitam sempurna.
Jika konstanta Wien = 2,9×10-3m.K maka panjang gelombang radiasi maksimum pada T1 adalah … Å
A. 5000 B. 10.000 C. 14.500 D. 20.000 E. 25.000
22. Pembahasan:
Jawaban: C
(3). Grafik Intensitas Radiasi Benda Hitam Panjang Gelombang Konstanta Pergeseran Wien Maka Suhu
19. Perhatikan grafik intensitas radiasi (I) terhadap panjang gelombang (X) radiasi benda hitam seperti pada gambar.
Berdasarkan grafik, jika konstanta pergeseran Wien 2,9×10-3mK maka suhu benda adalah …
A. 1.450 K D. 4.727 K
B. 2.900 K E. 5.000 K
C. 4.350 K
19. Pembahasan:
Jawaban: E
(4). Elektromagnetik Panjang Gelombang dan Frekuensi Radiasi Kalor dengan Intensitas Maksimum
17. Sebuah benda bersuhu T Kelvin meradiasikan energi dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Bila λmaks dan fmaks adalah panjang gelombang dan frekuensi dari gelombang yang meradiasikan kalor dengan intensitas maksimum maka …
A. λmaks sebanding dengan T4
B. fmaks sebanding dengan T4
C. λmaks sebanding dengan T
D. fmaks sebanding dengan 1/T
E. λmaks sebanding dengan 1/T
17. Pembahasan:
menurut pergeseran Wien:
Jawaban: E
(5). Suhu Benda Hitam Dinaikkan Dilipatduakan
12. Energi kalor hasil emisi suatu benda hitam dikumpulkan selama 1 menit dan selanjutnya digunakan untuk memanaskan air sehingga suhunya naik dari 20°C menjadi 20,5°C. Bila suhu benda hitam dilipatduakan dan energi kalor tadi juga digunakan untuk memanaskan air seperti sebelumnya maka air akan mengalami …
A. kenaikan suhu dari 20°C menjadi 21°C
B. kenaikan suhu dari 20°C menjadi 24°C
C. kenaikan suhu dari 20°C menjadi 28°C
D. kenaikan suhu dari 20°C menjadi 30°C
E. Proses mendidih selama selang waktu 1 menit
12. Pembahasan:
Energi radiasi dipakai untuk menaikan suhu air
Jawaban: C
(6). Radiasi Benda Hitam Bersuhu Mutlak Waktu Diperlukan
13. Tenaga total suatu sumber radiasi benda hitam bersuhu mutlak T, dikumpulkan selama 81 menit digunakan untuk mendidihkan air dalam suatu bejana dari suhu awal yang sama dengan suhu kamar. Jika suhu benda hitam dinaikan menjadi 1,5T1 maka waktu yang diperlukan dalam menit untuk proses pendidihan jumlah air yang sama dari suhu kamar berkurang menjadi …
A. 64 C. 36 E. 16
B. 54 D. 24
13. Pembahasan:
Energi radiasi dipakai untuk mendidihkan air
Jumlah air sama dan dari suhu yang sama
Jawaban: E
(7). Benda Hitam Sempurna Besar Energi Dipancarkan Tiap Satu Detik
7. Benda hitam sempurna mempunyai luas permukaan 100 cm2 dengan suhu 2000 K.
Jika a = 5,67×10-8/Wm2K4 maka besarnya energi yang dipancarkan tiap satu detik adalah … Watt
A. 1,28×103 D. 3,42×105
B. 5,6×103 E. 8,96×103
C. 7,06×104
7. Pembahasan:
Jawaban: E
(8). Benda Hitam Sempurna Maka Energi Total Dipancarkan Setiap Detik
2. Sebuah plat baja dengan panjang 2 m dan lebar 0,5 m; suhunya 227°C. Bila tetapan Boltzman = 5,67×10-8Wm-2K-4 dan plat baja dianggap benda hitam sempurna maka energi total yang dipancarkan setiap detik …
A. 3345,57 J D. 4533,75 J
B. 3345,75 J E. 7078,5 J
C. 3543,75 J
2. Pembahasan:
Jawaban: E
(9). Radiasi Kalor Benda Hitam
1. Penjelasan tentang radiasi kalor benda hitam secara cerdas diberikan oleh Planck dengan anggapan yang radikal, yaitu …
A. radiasi kalor bersumber dari benda yang dipanaskan
B. radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul bersifat kontinu
C. radiasi kalor bersumber dari inti atom yang dipanaskan
D. radiasi kalor bersumber dari atom-atom yang berg etar
E. radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul bersifat diskret
1. Pembahasan:
Planck berhasil menjelaskan radiasi kalor benda hitam dengan menganggap bahwa radiasi yang dipancarkan oleh getaran molekul bersifat diskret.
Jawaban: E
(10). Jumlah Kalor Dipancarkan Benda Suhu Panas Berbanding Lurus
5. Jumlah kalor yang dipancarkan oleh sebuah benda yang suhunya lebih dari 10 K, berbanding lurus dengan …
A. suhunya
B. pangkat dua suhunya
C. suhu sekelilingnya
D. massa benda
E. luas permukaan benda
5. Pembahasan:
Radiasi kalor yang dipancarkan oleh benda yang suhunya lebih dari 10 K adalah:
Jawaban: E