Penentuan Suhu Permukaan Matahari

Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2 127 Matahari memancarkan daya yang sama ke segala arah. Dengan demikian bumi hanya menyerap sebagian kecil, yaitu: P abs = P M 2 ⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝  ⎝  S S V S S S B M B M R R T R D D 2 4 2 2 2 4 = 4 4 . . . 7.6 Keterangan: P M : daya yang dipancarkan matahari watt T M : suhu permukaan matahari K R M : jari - jari matahari m V T M 4 : laju radiasi matahari wattm 2 P abs : daya yang diserap bumi watt R B : 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: P emt = V T B 4 4 S R B 2 . . . 7.7 Keterangan: P emt : daya yang dipancarkan bumi watt T B : 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: P abs = P emt V T M 4 4 S R M 2 ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝  S S B R D 2 2 4 = V T B 4 4 S R B 2 T M 4 . ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝  M R D 2 2 = 4T B 4 T M 4 = T B 4 2 ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝  M D R 2 4 T M = T B M D R 2 . . . 7.8

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. Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2 128 Contoh Soal Cahaya matahari sampai ke bumi dengan laju 73.400 kWm 2 . Tentukan berapa suhu permukaan matahari Penyelesaian: Diketahui: V p = 73.400 kWm 2 = 7,34 . 10 7 Wm 2 V = 5,67 . 10 -8 Wm 2 .K 4 Ditanyakan: T M = . . . ? Jawab: V p = V T M 4 T M = ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝  V P V 1 4 T M = ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝  1 4 7 -8 . 7,34 10 . 5,67 10 T M = 5.998 K |6.000 K T M = 6.000 K Kerja Berpasangan Setelah mempelajari materi dan contoh soal di atas, cobalah menguji pemahamanmu dengan mengerjakan pelatihan berikut ini P T = P pancar – P serap Dengan memasukkan hukum Stefan-Boltzmann diperoleh total energi yang dipancarkan manusia sebagai berikut. P T = VA e T 4 – T 4 . . . 7.9 Keterangan: T : suhu permukaan tubuh manusia K T : suhu lingkungan K A : luas permukaan tubuh manusia m 2 Agar lebih memahami penerapan radiasi benda hitam, pelajarilah dengan saksama contoh soal di bawah ini Kerjakan bersama teman sebangkumu 1. Bagian tercerah dari bintang Sirius terletak pada panjang gelombang 2.900 Å. Berapakah suhu permukaan bintang tersebut? 2. Tentukan suhu permukaan matahari yang memancarkan radiasi dengan panjang gelombang 5.700 Å dan 5.900 Å