Contoh Soal Essay dan Jawaban Fisika (Radiasi Dan Benda Hitam)

Hai kawan-kawan, berikut ini akan disajikan Contoh Soal Essay dan Jawaban Fisika (Radiasi Dan Benda Hitam). Mudah-mudahan Contoh Soal Essay dan Jawaban Fisika (Radiasi Dan Benda Hitam) ini memberikan manfaat yang banyak.

Soal No. 1). Daya radiasi yang dipancarkan suatu benda pada suhu 227 derajat C adalah 1200 J/s. Jika suhu benda naik hingga menjadi 727 derajat C, tentukan daya radiasi yang dipancarkan sekarang!

Jawaban
Data :
T1 = 227 derajat C = 500 K
T2 = 727 derajat C = 1000 K
P1 = 1200 watt

Daya radiasi yang dipancarkan sekarang :
P2/P1 = (T2/T1)4
P2/P1 = (1000/500)4
P2 = (1000/500)4 x P1
P2 = (2)4 x 1200 = 16 x 1200 = 19200 watt

Soal No. 2). 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 x 10−3 mK, maka panjang gelombang radiasi maksimum pada T1 adalah….

Jawaban
Data :
T = 1727 derajat C = 2000 K
C = 2,9 x 10−3 m.K
λmaks = ….?

λmaks T = C
λmaks (2000) = 2,9 x 10−3
λmaks = 1,45 x 10−6 m = 14.500 Å

Soal No. 3). Sebuah benda dengan luas permukaan 100 cm2 bersuhu 727oC. Jika koefisien Stefan-Boltzman 5,67 x 10−8 W/mK4 dan emisivitas benda adalah 0,6 tentukan laju rata-rata energi radiasi benda tersebut!

Jawaban
Data :
σ = 5,67 x 10−8 W/mK4
T = 727oC = 1000 K
e = 0,6
A = 100 cm2 = 100 x 10−4 = 10−2

Laju energi rata-rata :
P = eσ T 4A
P = (0,6)(5,67 x 10−8 )(1000)4(10−2)
P = 340,2 joule/s

Soal No. 4). Permukaan benda pada suhu 37 derajat C meradiasikan gelombang elektromagnetik. Bila konstanta Wien = 2,898 x 10−3 m.K maka panjang gelombang maksimum radiasi permukaan adalah…..

Jawaban
Data :
T = 37 derajat C = 310 K
C = 2,898 x 10−3 m.K
λmaks = ….?

λmaks T = C
λmaks (310) = 2,898 x 10−3
λmaks = 9,348 x 10−6 m

Soal No. 5). Panjang gelombang radiasi maksimum suatu benda pada suhu T Kelvin adalah 6000 Å. Jika suhu benda naik hingga menjadi 3/2 T Kelvin , tentukan panjang gelombang radiasi maksimum benda!

Jawaban
Data :
T1 = T Kelvin
T2 = 3/2 T Kelvin
λmaks 1 = 6000 Å
λmaks 2 = ….?

λmaks 2 T2 = λmaks 1 T1
λmaks 2 (3/2 T) = 6000 Å (T)
λmaks 2 = (2/3) x 6000 Å = 4000 Å

Soal No. 6). Benda hitam pada suhu T memancarkan radiasi dengan daya sebesar 300 mW. Radiasi benda hitam tersebut pada suhu ½ T akan menghasilkan daya sebesar ….

Jawaban

Data :
T1 = T Kelvin
T2 = 3/2 T Kelvin
λmaks 1 = 6000 Å
λmaks 2 = ….?

λmaks 2 T2 = λmaks 1 T1
λmaks 2 (3/2 T) = 6000 Å (T)
λmaks 2 = (2/3) x 6000 Å = 4000 Å

Soal No. 7). Sebuah benda memiliki suhu minimum 27 derajat C dan suhu maksimum 227 derajat C.

Tentukan nilai perbandingan daya radiasi yang dipancarkan benda pada suhu maksimum dan minimumnya!

Jawaban
Data :
T1 = 27 derajat C = 300 K
T2 = 227 derajat C = 500 K
P2/P1 = (T2/T1)4
P2/P1 = (500/300)4 = (5/3)4 = 625 : 81