Contoh soal perpindahan kalor secara radiasi

1. Jelaskan menggunakan contoh, pengertian perpindahan kalor secara radiasi ?
Pembahasan
Perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor dalam bentuk gelombang elektromagnetik. Contoh perpindahan kalor secara radiasi adalah perpindahan kalor dari matahari ke bumi. Di antara bumi dan matahari terdapat ruang hampa atau hampir hampa sehingga kalor yang datang dari matahari bersuhu lebih tinggi ke bumi bersuhu lebih rendah tidak mungkin melalui perantaraan materi. Cahaya yang datang dari matahari ke bumi termasuk gelombang elektromagnetik, demikian juga dengan beberapa gelombang elektromagnetik lainnya, sehingga dapat disimpulkan bahwa kalor berpindah dari matahari ke bumi dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

2. Mengapa tubuh terasa gerah dan kepanasan ketika menggunakan pakaian berwarna hitam pada siang hari yang terik ? Jika demikian, apa warna pakaian yang cocok digunakan pada saat udara sangat sangat panas dan pada saat udara sangat dingin ?
Pembahasan
Setiap warna mempunyai kemampuan yang berbeda dalam menyerap kalor yang dipancarkan oleh benda lain. Warna hitam menyerap hampir semua kalor yang datang padanya, sedangkan warna putih memantulkan hampir semua kalor yang datang padanya. Tubuh terasa gerah ketika menggunakan pakaian berwarna hitam pada siang hari yang terik karena warna hitam menyerap hampir semua kalor yang datang dari matahari ke tubuh atau dari udara ke tubuh.
Benda yang permukaannya berwarna hitam memiliki emisivitas mendekati 1, sedangkan benda yang berwarna putih memiliki emisivitas mendekati 0. Emisivitas bernilai antara 0 sampai 1. Semakin besar emisivitas suatu benda (e mendekati 1), semakin banyak kalor yang dipancarkan atau diserap benda tersebut. Sebaliknya semakin kecil emisivitas suatu benda (e mendekati 0), semakin sedikit kalor yang dipancarkan atau diserap benda tersebut.

Pada saat udara sangat panas, pakaian yang digunakan sebaiknya berwarna terang (misalnya putih) dan ketika udara sangat dingin, pakaian yang digunakan sebaiknya berwarna gelap (misalnya hitam).

3. Diketahui jari-jari bumi 149,6 x 106 km dan emisivitas bumi 0,95. Perkirakan laju perpindahan kalor secara radiasi dari matahari ke permukaan bumi pada siang hari ketika matahari tepat berada di atas kepala!
Pembahasan
Diketahui :
Jari-jari bumi (r) = 149,6 x 106 km = 149,6 x 109 meter
Luas permukaan bumi (A) = π r2 = (3,14)(49,6 x 109 m)2 = (3,14)(2460,16 x 1018 m2) = 7725 x 1018 m2
Emisivitas bumi = 0,95
Ditanya : Laju radiasi matahari (Q/t)
Jawab :
Rumus laju radiasi matahari :
Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Keterangan :
Q/t = laju radiasi matahari, 1000 W/m2 = konstanta matahari, e = emisivitas, A = luas permukaan benda, θ = sudut yang terbentuk antara sinar matahari dengan garis normal permukaan bumi.

Ketika matahari berada tepat di atas kepala, cahaya matahari tegak lurus dengan permukaan bumi. Ketika tegak lurus permukaan bumi, cahaya matahari membentuk sudut 0o dengan garis normal yang tegak lurus permukaan bumi.

Q/t = (1000 W/m2) e A cos θ
Q/t = (1000 W/m2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(cos 0o)
Q/t = (1000 W/m2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(1)
Q/t = (1000 W/m2)(0,95)(7725 x 1018 m2)(1)
Q/t = 7.338.750 x 1018
Q/t = 7,34 x 1024 Joule/sekon

(Jumlah halaman : 15)

Materi Pembahasan Soal :

  1. Contoh soal kalibrasi termometer
  2. Contoh soal konversi skala suhu
  3. Contoh soal pemuaian panjang
  4. Contoh soal pemuaian luas
  5. Contoh soal pemuaian volume
  6. Contoh soal kalor
  7. Contoh soal tara kalor mekanik
  8. Contoh soal kalor jenis dan kapasitas kalor
  9. Contoh soal kalor laten, kalor lebur, kalor uap
  10. Contoh soal perpindahan kalor secara konveksi
  11. Contoh soal perpindahan kalor secara konduksi
  12. Contoh soal perpindahan kalor secara radiasi
  13. Contoh soal asas Black
Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

error: